用于减振的新型全向电涡流调谐质量阻尼器的研究

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随着经济社会的快速发展,许多高层、超高层大楼等建筑相继建成,为人们的生活提供了许多的便利。同时,不可忽略的是此类超高大型建筑受到强风或地震等外界激振力的情况下,容易引起共振,造成建筑结构的损坏,对人们的生命安全构成威胁。因此,在外界激振力影响下,消除大型建筑的共振成为人们解决的问题。全向电涡流调谐质量阻尼器作为一种新型阻尼器,能够有效减缓来自各个方向的激振力引起的共振,其通过将结构体的振动以平动转换为转动,并且将产生的能量以热量的形式散发出去,来达到减振的目的。本阻尼器装置具有结构简单、安全可靠的特点,从根本上解决了传统的调谐质量阻尼器装置,阻尼与刚度相互影响,密封不良,漏油以及参数不能精确调整的问题,大大提高了阻尼比,节约了成本。目前,作为一种前沿的减振技术,电涡流阻尼技术在国内处于起步阶段,本课题的研究内容就是通过运用Ansys有限元分析对设计的全向电涡流阻尼器结构参数进行优化,检验该阻尼器的阻尼效果。本课题针对当前调谐质量阻尼器存在的一些问题,提出采用电涡流工作原理进行减振的思路,分析当前电涡流阻尼进行减振的现状。首先提出研究的阻尼器初步结构图,分析了阻尼器旋转转子在自由振动和强迫振动下的受力情况;在建立阻尼器动力学运动方程的基础上,分析阻尼器的力学特性。根据计算结果进行动力学仿真分析,研究阻尼器系统偏心质量块在激励力下的振动位移响应。提出阻尼器旋转轴在偏心质量块旋转运动中出现的涡动现象,根据受力结构图建立运动方程,通过分析比较,提出避免轴的涡动的解决措施。借助有限元分析软件和FEMM电磁场分析软件以及Simulink平台,分析优化阻尼器导体板周围的磁感应强度。根据优化后的阻尼器结构参数,运用Pro/E软件设计了全向型电涡流调谐质量阻尼器,进行振动平台模拟仿真,通过数据分析比较,验证了本文设计的全向电涡流阻尼器减振效果良好。本文研究的重点是通过对全向型电涡流阻尼器结构进行受力仿真分析,优化结构参数,提高阻尼效果,为以后进入工程实践奠定进一步的基础。
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