电磁涡流耗能调谐质量阻尼器

1、电磁涡流耗能调谐质量阻尼器汇报人：徐绍力汇报人：徐绍力指导老师：何文福指导老师：何文福一、引言电磁涡流耗能调谐质量阻尼器主要采用悬臂梁作为整个阻尼器的刚性连接元件，圆柱拉伸弹簧作为阻尼器的弹性元件，并通过摩擦较小的直线轴承导向，采用电涡流作为阻尼元件。与传统的TMD结构相比，电涡流TMD使用电涡流阻尼取代了传统的摩擦阻尼。在整个电涡流TMD工作过程中，通过调节质量块的有效行程调整电涡流TMD的阻尼系数；导体与产生磁场的构件没有任何接触，从而大大减小了整个结构的损耗突出特点：突出特点：（1）具有理想的线性粘滞阻尼特性（2）阻尼系数简单连续可调（3）材料均为耐久性高的金属（4）无附加刚度（5）无工

2、作流体，不会出现漏液问题（6）无接触，无摩擦，不存在摩擦阻尼（7）在磁场中工作无需电源（8）结构简单，容易制造，成本较低应用范围：应用范围：（1）人行桥、40米以上大跨度钢箱梁桥、柔性桥梁、拱桥吊杆等桥梁结构（2）高层建筑、电视塔、及烟囱等高耸结构（3）超高压输电塔及大跨越输电塔（4）其他工程结构等二、基本原理当一块金属处在变化的磁当一块金属处在变化的磁场中或相对于磁场运动时场中或相对于磁场运动时, ,金属内部会出现感应电流金属内部会出现感应电流, ,从而产生了实际从而产生了实际应用的电应用的电磁阻尼磁阻尼三、电磁涡流耗能TMD装置的构造及工作机制当电源断开时当电源断开时, ,给给质量振子一初

3、质量振子一初始位移始位移, ,则质量振子在电磁铁中则质量振子在电磁铁中作自由振动作自由振动. .由于无电磁阻尼由于无电磁阻尼, ,质量振子经过很长时间才停止质量振子经过很长时间才停止; ;当电源闭合时当电源闭合时, ,磁场产生磁场产生, ,同样同样给质量振子一初始位移给质量振子一初始位移, ,则质量则质量振子在磁场中因切割磁力线振子在磁场中因切割磁力线, ,产产生生了感应了感应涡流电流涡流电流, ,由此产生了由此产生了电磁阻力电磁阻力, ,质量振子的振动迅速质量振子的振动迅速得到得到衰减。衰减。四、电磁涡流耗能TMD装置的阻尼特性试验分为自由振动和强迫振动两大类试验试验分为自由振动和强迫振动两

4、大类试验, ,每一类又进行了无涡流每一类又进行了无涡流耗能和有涡流耗能两种耗能和有涡流耗能两种试验试验自由振动试验采用的方法是有目的地让TMD装置的质量振子具有一定的位移阶跃输入后突然释放,也就是使TMD作具有初始位移的自由衰减振动通电后具有电磁阻尼的TMD质量振子的振动比不具有电磁阻尼的TMD质量振子的振动衰减得更快.说明了通电后的TMD装置,由于电磁阻尼的作用使其质量振子迅速停止运动;未通电的TMD装置,由于仅依靠自身的材料阻尼(钢的材料阻尼很小)的作用来使质量振子振动衰减,需经过很久时间才停止TMD装置的频率与阻尼比不同初始条件下TMD装置的阻尼比1.有涡流耗能的TMD装置的阻尼比值比无

5、涡流耗能的阻尼比值有很大的增加;2.当振幅较大时,质量振子振动时超出电磁场的范围,以致质量振子不能全部在电磁场内切割磁力线,这是使电磁阻尼值发生变化的原因之一;3.通电后的TMD系统所提供的电磁涡流阻尼是很有效果的,使装置的阻尼提高了一个量级.强迫振动试验，通过振动台面输入各种地震波对电磁涡流耗能TMD装置进行强迫振动试验,研究该装置在外部激励下的阻尼效果.在试验中所采用的地震波分别为El-Centro波、上海波、人工波和正弦波各地震波的最大幅值为0.981 m/s2TMD系统在地震波激励下的绝对加速度最大峰值1.TMD的质量振子在不同类型的地震波激励下,均能不同程度地减小加速度峰值,达30%70%;2.由于输入波的频谱不同所达到的效果也不同,即地震波的频谱特性对TMD的控制效果起着重要作用；3.由于正弦波频率与TMD装置的基本频率相同,更能够激起TMD系统的质量振子的振幅,由此质量振子切割磁力线也相应增多,TMD装置所提供的电磁阻尼也相应增大，能有效减小质量振子的简谐振动五、总结1.电磁涡流耗能TMD装置中的阻尼可以从很小到很大,并且可以调控;通电后的TMD系统所提供的电磁涡流阻尼是很有效果的,可使装置的阻尼提高了一个量级2.电磁涡流耗能