一种具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置

技术领域

本发明涉及桥梁辅助设备领域，尤其涉及一种具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置。

背景技术

跨江大桥多数采用大跨径钢箱梁作为主梁，其主要特点是刚度较小、自重较轻、结构阻尼比较低，在风荷载作用下，很容易产生涡激振动。涡激振动是限幅振动，较少对结构产生破坏性的影响，但是涡激振动影响行车和行人的舒适性，钢结构更易产生疲劳，影响其耐久性，国内外规范对涡激振动有不同限定要求。

现有的质量调频阻尼器系统，该系统为一个质量块、弹簧和液体粘滞阻尼器组成的系统，该系统的自振频率和结构共振的频率相同，当有人的运动引起结构振动并有振动不断加强的趋势时，TMD系统会通过自身的振动为主体结构提供一个反力，阻碍主体结构的振动，并通过自身振动时阻尼器吸收能量来耗能，从而达到控制振动的作用，TMD系统是一个由弹簧、阻尼器和质量块组成的振动系统，对于抑制钢箱梁用TMD一般频率较小，采用常规构造弹簧压缩量或伸长量会很大，而通常采用大量拉伸弹簧或压缩弹簧，这种依靠大量拉伸弹簧造成单体TMD造价很高，体积很大，设备安装极为不便和复杂。

因此，有必要提供一种具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD 装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置，解决了单体TMD造价很高，体积很大，设备安装极为不便和复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置，包括基座，所述基座顶部的一侧设置有质量块转动轴，所述质量块转动轴上铰接有质量块悬臂，所述质量块悬臂底部的一侧设置有第一弹簧底座，所述基座顶部的一侧设置有第二弹簧底座，所述第一弹簧底座的底部与第二弹簧底座相对的一侧之间设置有弹簧，所述基座顶部的一侧固定连接有阻尼器，所述阻尼器的顶端固定连接有可调质量块，所述可调质量块上设置有固定质量块悬臂螺栓，所述固定质量块悬臂螺栓与所述质量块悬臂固定连接。

优选的，所述阻尼器的顶端位于所述可调质量块的重心位置。

优选的，所述基座顶部的一侧固定连接有防撞块，所述防撞块位于可调质量块的正下方。

优选的，所述弹簧位于质量块转动轴与可调质量块的重心之间，所述弹簧的数量为两个。

优选的，所述质量块悬臂底部的一侧和基座顶部的一侧均固定连接有连接块，两个所述连接块的一侧均转动连接有丝杆，两个所述丝杆的表面均螺纹连接有螺纹块，两个所述螺纹块相离的一侧分别与质量块悬臂的底部和基座的顶部滑动连接，两个所述螺纹块相对的一侧分别与第一弹簧底座和第二弹簧底座固定连接。

优选的，两个所述丝杆表面一侧套设有稳定块，两个所述稳定块相离的一侧分别与质量块悬臂的底部和基座固定连接，两个所述丝杆的一端固定连接有转柄。

与相关技术相比较，本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置具有如下有益效果：

本发明提供一种具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置，将TMD的振动工作形式由质量块弹簧的竖向振动改变为可调质量块绕轴转动振动，弹簧设置在可调质量块与质量块转动轴中间适当位置；通过调整弹簧设置的位置实现对可调质量块质量效应的放大，在不改变传统TMD频率的基础上，有效放大弹簧的承载力和刚度，这一构造有效避免了普通圆柱压缩弹簧刚度和承载力不能满足预期频率和刚度的限制，整个装置容易做的比较紧凑，造价较低。

附图说明

图1为本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置的第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示基座的结构示意左视图；

图3为图1所示基座的结构示意右视图；

图4为图1所示基座的结构示意俯视图；

图5为本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置的第二实施例的结构示意图。

图中标号：1、基座，2、质量块转动轴，3、质量块悬臂，4、第一弹簧底座，5、第二弹簧底座，6、弹簧，7、防撞块，8、阻尼器，9、可调质量块， 10、固定质量块悬臂螺栓，11、连接块，12、丝杆，13、螺纹块，14、稳定块， 15、转柄。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示基座的结构示意左视图；图3为图1所示基座的结构示意右视图；图4为图1所示基座的结构示意俯视图；图5为本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置的第二实施例的结构示意图。

第一实施例

请参照图1-4，在本发明的第一实施例中，具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置，包括基座1，所述基座1顶部的一侧设置有质量块转动轴2，所述质量块转动轴2上铰接有质量块悬臂3，所述质量块悬臂 3底部的一侧设置有第一弹簧底座4，所述基座1顶部的一侧设置有第二弹簧底座5，所述第一弹簧底座4的底部与第二弹簧底座5相对的一侧之间设置有弹簧6，第一弹簧底座4和第二弹簧底座5的位置可进行调整，所述基座1顶部的一侧固定连接有阻尼器8，所述阻尼器8的顶端固定连接有可调质量块9，所述可调质量块9上设置有固定质量块悬臂螺栓10，所述固定质量块悬臂螺栓10与所述质量块悬臂3固定连接。

所述阻尼器8的顶端位于所述可调质量块9的重心位置。

所述基座1顶部的一侧固定连接有防撞块7，所述防撞块7位于可调质量块9的正下方。

所述弹簧6位于质量块转动轴2与可调质量块9的重心之间，所述弹簧6 的数量为两个。

本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置的工作原理如下：

可调质量块9通过质量块悬臂3与质量块转动轴2铰接，可调质量块9 和阻尼器8连接，弹簧6设置在可调质量块9与质量块转动轴2中间适当位置，结构振动时，可调质量块9绕轴转动，带动阻尼器8耗能，由于杠杆效应以更大质量压缩弹簧并达到预期振动频率。

与相关技术相比较，本发明提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置具有如下有益效果：

将TMD的振动工作形式由质量块弹簧的竖向振动改变为可调质量块9绕轴转动振动，弹簧6设置在可调质量块9与质量块转动轴2中间适当位置；通过调整弹簧设置的位置实现对可调质量块6质量效应的放大，在不改变传统 TMD频率的基础上，有效放大弹簧6的承载力和刚度，这一构造有效避免了普通圆柱压缩弹簧刚度和承载力不能满足预期频率和刚度的限制，整个装置容易做的比较紧凑，造价较低。

第二实施例

请结合参阅图5，基于本发明的第一实施例提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置，本发明的第二实施例提供的具有放大质量效应以及弹簧刚度的新型杠杆TMD装置，不同之处在于，所述质量块悬臂3底部的一侧和基座1顶部的一侧均固定连接有连接块11，两个所述连接块11的一侧均转动连接有丝杆12，两个所述丝杆12的表面均螺纹连接有螺纹块13，两个所述螺纹块13相离的一侧分别与质量块悬臂3的底部和基座1的顶部滑动连接，两个所述螺纹块13相对的一侧分别与第一弹簧底座4和第二弹簧底座5固定连接。

两个所述丝杆12表面一侧套设有稳定块14，两个所述稳定块14相离的一侧分别与质量块悬臂3的底部和基座1固定连接，两个所述丝杆12的一端固定连接有转柄15，通过转柄15转动丝杆12，丝杆12带动螺纹块13移动，两个螺纹块13分别带动第一弹簧底座4和第二弹簧底座5移动，从而调节弹簧6的使用位置，操作简单实用，有利于广泛推广使用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。