電磁渦流耗能調(diào)諧質(zhì)量阻尼器

電磁渦流耗能調(diào)諧質(zhì)量阻尼器匯報(bào)人：徐紹力指導(dǎo)老師：何文福一、引言電磁渦流耗能調(diào)諧質(zhì)量阻尼器主要采用懸臂梁作為整個(gè)阻尼器的剛性連接元件，圓柱拉伸彈簧作為阻尼器的彈性元件，并通過(guò)摩擦較小的直線軸承導(dǎo)向，采用電渦流作為阻尼元件。與傳統(tǒng)的TMD結(jié)構(gòu)相比，電渦流TMD使用電渦流阻尼取代了傳統(tǒng)的摩擦阻尼。在整個(gè)電渦流TMD工作過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的有效行程調(diào)整電渦流TMD的阻尼系數(shù)；導(dǎo)體與產(chǎn)生磁場(chǎng)的構(gòu)件沒(méi)有任何接觸，從而大大減小了整個(gè)結(jié)構(gòu)的損耗突出特點(diǎn)：（1）具有理想的線性粘滯阻尼特性（2）阻尼系數(shù)簡(jiǎn)單連續(xù)可調(diào)（3）材料均為耐久性高的金屬（4）無(wú)附加剛度（5）無(wú)工作流體，不會(huì)出現(xiàn)漏液?jiǎn)栴}（6）無(wú)接觸，無(wú)摩擦，不存在摩擦阻尼（7）在磁場(chǎng)中工作無(wú)需電源（8）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，成本較低應(yīng)用范圍：（1）人行橋、40米以上大跨度鋼箱梁橋、柔性橋梁、拱橋吊桿等橋梁結(jié)構(gòu)（2）高層建筑、電視塔、及煙囪等高聳結(jié)構(gòu)（3）超高壓輸電塔及大跨越輸電塔（4）其他工程結(jié)構(gòu)等二、基本原理當(dāng)一塊金屬處在變化的磁場(chǎng)中或相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生了實(shí)際應(yīng)用的電磁阻尼三、電磁渦流耗能TMD裝置的構(gòu)造及工作機(jī)制當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí),給質(zhì)量振子一初始位移,則質(zhì)量振子在電磁鐵中作自由振動(dòng).由于無(wú)電磁阻尼,質(zhì)量振子經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間才停止;當(dāng)電源閉合時(shí),磁場(chǎng)產(chǎn)生,同樣給質(zhì)量振子一初始位移,則質(zhì)量振子在磁場(chǎng)中因切割磁力線,產(chǎn)生了感應(yīng)渦流電流,由此產(chǎn)生了電磁阻力,質(zhì)量振子的振動(dòng)迅速得到衰減。四、電磁渦流耗能TMD裝置的阻尼特性試驗(yàn)分為自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)兩大類(lèi)試驗(yàn),每一類(lèi)又進(jìn)行了無(wú)渦流耗能和有渦流耗能兩種試驗(yàn)自由振動(dòng)試驗(yàn)采用的方法是有目的地讓TMD裝置的質(zhì)量振子具有一定的位移階躍輸入后突然釋放,也就是使TMD作具有初始位移的自由衰減振動(dòng)通電后具有電磁阻尼的TMD質(zhì)量振子的振動(dòng)比不具有電磁阻尼的TMD質(zhì)量振子的振動(dòng)衰減得更快.說(shuō)明了通電后的TMD裝置,由于電磁阻尼的作用使其質(zhì)量振子迅速停止運(yùn)動(dòng);未通電的TMD裝置,由于僅依靠自身的材料阻尼(鋼的材料阻尼很小)的作用來(lái)使質(zhì)量振子振動(dòng)衰減,需經(jīng)過(guò)很久時(shí)間才停止TMD裝置的頻率與阻尼比不同初始條件下TMD裝置的阻尼比1.有渦流耗能的TMD裝置的阻尼比值比無(wú)渦流耗能的阻尼比值有很大的增加;2.當(dāng)振幅較大時(shí),質(zhì)量振子振動(dòng)時(shí)超出電磁場(chǎng)的范圍,以致質(zhì)量振子不能全部在電磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線,這是使電磁阻尼值發(fā)生變化的原因之一;3.通電后的TMD系統(tǒng)所提供的電磁渦流阻尼是很有效果的,使裝置的阻尼提高了一個(gè)量級(jí).強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)，通過(guò)振動(dòng)臺(tái)面輸入各種地震波對(duì)電磁渦流耗能TMD裝置進(jìn)行強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn),研究該裝置在外部激勵(lì)下的阻尼效果.在試驗(yàn)中所采用的地震波分別為El-Centro波、上海波、人工波和正弦波各地震波的最大幅值為0.981m/s2TMD系統(tǒng)在地震波激勵(lì)下的絕對(duì)加速度最大峰值1.TMD的質(zhì)量振子在不同類(lèi)型的地震波激勵(lì)下,均能不同程度地減小加速度峰值,達(dá)30%~70%;2.由于輸入波的頻譜不同所達(dá)到的效果也不同,即地震波的頻譜特性對(duì)TMD的控制效果起著重要作用；3.由于正弦波頻率與TMD裝置的基本頻率相同,更能夠激起TMD系統(tǒng)的質(zhì)量振子的振幅,由此質(zhì)量振子切割磁力線也相應(yīng)增多,TMD裝置所提供的電磁阻尼也相應(yīng)增大，能有效減小質(zhì)量振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)五、總結(jié)1.電磁渦流耗能TMD裝置中的阻尼可以從很小到很大,并且可以調(diào)控;通電后的TMD系統(tǒng)所提供的電磁渦流阻尼是很有效果的,可使裝置的阻尼提高了一個(gè)量級(jí)2.電磁渦流耗能TMD裝置的耗能效果