一种宽频带气液阻尼器

本发明涉及一种气液阻尼器，特别是一种宽频带气液阻尼器。

背景技术：

1、调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper，tlcd)于1989年被sakai所提出，是一种经济、简单的结构振动控制装置，其在结构控制领域受到了广泛的关注和研究。tlcd通常为u型水箱，水箱中盛满液体，通过调节液体长度使得tlcd频率接近其安装或减摇目标结构或载具的频率（tlcd的液体频率取决于水平段和竖直段的液体的总长度，一般通过调节液体的竖直段的长度来调节tlcd的自振频率），振动时依靠液体运动和边界层中的粘性作用导致的液体水头损失而实现消能。大量的实验、数值模拟和工程实践证明tlcd在结构振动控制方面具有广阔的应用前景，它可以适用于减轻由风荷载、地震荷载、波浪荷载等诱导的结构振动，并且对常见的桥梁结构、高层钢筋混凝土结构、高层钢结构、风力发电机组等都具有较好的控制性能。

2、目前，普通的tlcd的液体只对应于一个自振频率且耗能效果有限。当受控制的结构的自振频率和tlcd的自振频率相互接近的时候，tlcd有很好的控制性能。但是当tlcd的自振频率偏离了结构的自振频率较远的情况下，控制性能将无法保证。tlcd的频率偏离结构的自振频率可能是以下原因造成的：（1）结构的设计自振频率在长期结构使用过程中可能会发生改变；（2）地震情况下结构受到了损伤，自振频率忽然发生变化，而tlcd的自振频率仅取决于其内液体的深度；（3）结构自身受到的外界激励（如风、地震）同样会导致结构大幅响应，而外激励本身具有宽频带特征，单一自振频率的tlcd无法覆盖所有主要激励频率。当结构频率因为外界条件发生变化，而tlcd频率不变的时候，那么tlcd控制性能下降。因此，单层tlcd的控制性能对频率十分敏感。

3、故此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种能够提升阻尼效果的宽频带气液阻尼器。

2、为了实现上述目的，本发明所设计的一种宽频带气液阻尼器，其结构中，包括：n个u型液舱ⅰ，一个液舱方型液舱ⅱ，以及，n个轨道滑块组件；每个u型液舱ⅰ和液舱方型液舱ⅱ内均填充有液体构成液体阻尼介质，每个u型液舱ⅰ的凹槽侧面均设有若干个通孔，并矩阵排列；

3、所有u型液舱ⅰ由内至外层叠放置，并且液舱方型液舱ⅱ置于最内层的u型液舱ⅰ的凹槽内；每个外层的u型液舱ⅰ的凹槽侧面和位于其凹槽内的内层的u型液舱ⅰ的侧面之间均设有气缸，并与凹槽侧面上的通孔相逐一对应；其中，每个气缸均安装至其相对应外层的u型液舱ⅰ的凹槽侧面上，气缸和其相对应外层的u型液舱ⅰ经该外层的u型液舱ⅰ上的通孔相互密封贯通，并通过其相对应外层的u型液舱ⅰ内的气体进出气缸驱动气缸的气动阻尼杆进行往复位移，气动阻尼杆的向外延伸端部始终顶接至其相对应内层的u型液舱ⅰ或液舱方型液舱ⅱ的侧面上；

4、液舱方型液舱ⅱ的底面与其相邻的u型液舱ⅰ的凹槽底面之间，以及每个外层的u型液舱ⅰ的凹槽底面和位于其凹槽内的内层的u型液舱ⅰ的底面之间均通过一个轨道滑块组件连接。

5、一种优选，上述一种宽频带气液阻尼器，其结构中还包括：一个基板；所述基板的周缘设有安装定位孔ⅰ；

6、其中，最外层的u型液舱ⅰ的底面和基板的表面相互卡扣连接。

7、另一种优选，上述一种宽频带气液阻尼器，其结构中所述最外层的u型液舱ⅰ的顶面和/或底面形成支座部，并且所述支座部设有安装定位孔ⅱ。

8、上述两种优选技术方案中所提供宽频带气液阻尼器，其在结构振动控制方面应用，方便与结构本体（桥梁结构、高层钢筋混凝土结构、高层钢结构、风力发电机组，还可以是车辆、船舶等载具液货车、液货船、大型储液装置等）进行安装固定，且安装结构稳定。

9、进一步的优选，上述一种宽频带气液阻尼器，其结构中所述u型液舱ⅰ的数量为两个。

10、与现有技术相比较，本发明得到的一种宽频带气液阻尼器，其具备以下的技术优点及特点：

11、1、本发明结构中所有u型液舱ⅰ采用调谐液柱阻尼器（tlcd）设计，而液舱方型液舱ⅱ则采用调频液体阻尼器（tuned liquid damper，tld）设计，同时所有u型液舱ⅰ和液舱方型液舱ⅱ由内至外层叠放置，在不占用额外空间的前提下增加阻尼器中液体的质量以提高控制效率以及阻尼效果；当结构在阻尼器的振动控制方向上发生运动时，阻尼器内的液体运动产生阻尼效应，实现结构在该方向的调谐减振。

12、2、本发明结构中多个u型液舱ⅰ的u型腔体内的液体均对应某一特定的自振频率，充分利用tlcd的u型的几何形状，在一定的阻尼器占地面积的情况下增加了阻尼器中液体的质量，提高了阻尼器对某一阶振型的控制效率。

13、3、本发明结构中多个u型液舱ⅰ的u型腔体内的液体分别对应多个不同的自振频率，这极大拓宽了阻尼器的调谐频带，使得阻尼器的控制更具有稳定性，也具有同时控制结构的多阶振型的应用前景。

14、4、本发明结构中多个u型液舱ⅰ和液舱方型液舱ⅱ中的液体对应多个不同的自振频率或某一特定的自振频率，这些自振频率通过改变对应区域内的水深即可改变，方便易行。

15、5、本发明具备了通过物理结构实现高效能量耗散，整体结构简单，制造安装方便的优点。

技术特征：

1.一种宽频带气液阻尼器，其特征是，

2.根据权利要求1所述的一种宽频带气液阻尼器，其特征是还包括：一个基板；所述基板的周缘设有安装定位孔ⅰ；

3.根据权利要求1所述的一种宽频带气液阻尼器，其特征在于：

4.根据权利要求1或2或3所述的一种宽频带气液阻尼器，其特征在于：所述u型液舱ⅰ的数量为两个。

技术总结本发明公开一种宽频带气液阻尼器，包括：N个U型液舱Ⅰ，一个液舱方型液舱Ⅱ，N个轨道滑块组件；每个矩形液舱Ⅰ和液舱方型液舱Ⅱ内均填充有液体构成液体阻尼介质；每个外层的U型液舱Ⅰ的凹槽侧面和位于其凹槽内的内层的U型液舱Ⅰ的侧面之间均设有气缸；每个气缸均安装至其相对应外层的矩形液舱Ⅰ的凹槽侧面上，气缸和其相对应外层的U型液舱Ⅰ经该外层的U型液舱Ⅰ上的通孔相互密封贯通，并通过其相对应外层的U型液舱Ⅰ内的气体进出直线缓冲器驱动直线缓冲器的气动阻尼杆进行往复位移，气动阻尼杆顶接至其相对应内层的U型液舱Ⅰ或液舱方型液舱Ⅱ的侧面上。其解决了“有效振动能量转换与减摇”的技术问题。具备高效和宽频带能量耗散等优点。技术研发人员：金恒,鲁锦涛,顾婕,李澍,马佳星受保护的技术使用者：浙大宁波理工学院技术研发日：技术公布日：2024/7/25