新型液体调谐质量阻尼器
技术领域
本实用新型涉及土木工程结构振动控制领域，特别涉及一种新型液体调谐质量阻尼器。
背景技术
为了控制桥梁在风荷载或者行人荷载下的振动，传统的技术手段是采用调谐质量阻尼器(TMD)。TMD主要是由一个质量块、可以提供弹性恢复力的弹性单元以及可以提供阻尼力的阻尼单元组成。TMD分为支撑式TMD和悬挂式 TMD。支撑式TMD采用竖向弹簧提供恢复力，可以控制竖向振动。悬挂式TMD 以质量块摆动时重力沿切线的分量作为恢复力，主要用来控制横向振动。在实际工程中，当需要同时控制水平向和竖直向的振动时，必须在相应的位置分别使用支撑式TMD和悬挂式TMD。
传统的TMD采用液压粘滞阻尼器提供阻尼，在提供阻尼的同时也会有一定的刚度，无法做到刚度与阻尼分离，因此要实现精确的阻尼调整有一定的难度。而且液压粘滞阻尼器还存在漏油的隐患，不易养护，后期难以调节，增加后期维护的难度和成本。
因此，发明一种新型液体调谐质量阻尼器来解决上述问题很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型液体调谐质量阻尼器，以解决上述背景技术中提出的传统的TMD采用液压粘滞阻尼器提供阻尼，在提供阻尼的同时也会有一定的刚度，无法做到刚度与阻尼分离，因此要实现精确的阻尼调整有一定的难度。而且液压粘滞阻尼器还存在漏油的隐患，不易养护，后期难以调节，增加后期维护的难度和成本的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型液体调谐质量阻尼器，包括质量块，所述质量块底部固定连接有两个立方刚度非线性弹簧，所述立方刚度非线性弹簧远离质量块一端固定连接有钢板底座，还包括液体耗能装置和阻尼装置组成，所述液体耗能装置包括液体、挡板和金属扰流网，所述质量块顶部环绕设有挡板，所述挡板内部填充有液体，所述挡板内壁固定连接有金属扰流网；
所述的阻尼装置包括阻尼棒、阻尼筒和阻尼液，所述质量块底部设有阻尼棒，所述阻尼棒外侧设有阻尼筒，所述阻尼筒内部填充有阻尼液。
优选的，所述立方刚度非线性弹簧弹性与位移的立方成正比，于钢板底座四角对称布置。
优选的，所述阻尼装置设置在阻尼器中间区域，阻尼棒焊接在质量块上，阻尼筒焊接在钢板底座上。
优选的，所述阻尼筒中装有充满一定粘度的阻尼液，立方刚度非线性弹簧于质量块和钢板底座上采用扣件连接的方式。
优选的，所述液体耗能装置设置在质量块上，质量块总质量的设计应考虑液体耗能装置中液体的质量。
优选的，所述挡板与下部质量块紧密焊接，挡板与上盖板紧密焊接。
优选的，所述液体耗能装置中间设有水平的金属扰流网,液体体积在静止状态下没过金属扰流网。
本实用新型的有益效果为：
通过设置当与阻尼器相连的桥梁等发生共振时，通过立方刚度非线性弹簧将振动传递给质量块，无论立方刚度非线性弹簧处于拉伸或是压缩状态，其对质量块和楼面的作用力总是反向的，即质量块总是和楼面做相反方向的振动，这是调谐质量阻尼器的减振原理，立方刚度非线性弹簧实际刚度和其变形有关，振动过程中，立方刚度非线性弹簧不断拉伸压缩，刚度也发生变化，调谐质量阻尼器的频率也在一个频带宽带内发生变化，使得其对该频带宽带范围内的振动均具有一定的减振效果，竖向过程中，阻尼棒在阻尼筒中上下运动，与阻尼液之间产生相对速度，继而产生阻尼力，液体质量除随固体质量有上下的振动之外，自身存在液体的晃动，同时液体穿过金属扰流网可以提供一定额外的阻尼，提升其减振效果。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的金属扰流网结构示意图；
图中：1质量块、2立方刚度非线性弹簧、3钢板底座、4阻尼棒、5液体、 6挡板、7金属扰流网、8阻尼筒、9阻尼液。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实用新型提供了如图1-2所示的一种新型液体调谐质量阻尼器，包括质量块1，所述质量块1底部固定连接有两个立方刚度非线性弹簧2，所述立方刚度非线性弹簧2远离质量块1一端固定连接有钢板底座3，还包括液体耗能装置和阻尼装置组成，所述液体耗能装置包括液体5、挡板6和金属扰流网7，所述质量块1顶部环绕设有挡板6，所述挡板6内部填充有液体5，所述挡板6内壁固定连接有金属扰流网7；
所述的阻尼装置包括阻尼棒4、阻尼筒8和阻尼液9，所述质量块1底部设有阻尼棒4，所述阻尼棒4外侧设有阻尼筒8，所述阻尼筒8内部填充有阻尼液9。
进一步的，在上述技术方案中，所述立方刚度非线性弹簧2弹性与位移的立方成正比，于钢板底座3四角对称布置；
进一步的，在上述技术方案中，所述阻尼装置设置在阻尼器中间区域，阻尼棒4焊接在质量块1上，阻尼筒8焊接在钢板底座3上；
进一步的，在上述技术方案中，所述阻尼筒8中装有充满一定粘度的阻尼液9，立方刚度非线性弹簧2于质量块1和钢板底座3上采用扣件连接的方式；
进一步的，在上述技术方案中，所述液体耗能装置设置在质量块1上，质量块1总质量的设计应考虑液体耗能装置中液体5的质量；
进一步的，在上述技术方案中，所述挡板6与下部质量块1紧密焊接，挡板6与上盖板紧密焊接；
进一步的，在上述技术方案中，所述液体耗能装置中间设有水平的金属扰流网7,液体5体积在静止状态下没过金属扰流网7。
本实用工作原理：
参照说明书附图1-2，当与阻尼器相连的桥梁等发生共振时，通过立方刚度非线性弹簧2将振动传递给质量块1，无论立方刚度非线性弹簧2处于拉伸或是压缩状态，其对质量块1和楼面的作用力总是反向的，即质量块1总是和楼面做相反方向的振动，这是调谐质量阻尼器的减振原理，立方刚度非线性弹簧2实际刚度和其变形有关，振动过程中，立方刚度非线性弹簧2不断拉伸压缩，刚度也发生变化，调谐质量阻尼器的频率也在一个频带宽带内发生变化，使得其对该频带宽带范围内的振动均具有一定的减振效果，竖向过程中，阻尼棒4在阻尼筒8中上下运动，与阻尼液9之间产生相对速度，继而产生阻尼力，液体质量除随固体质量有上下的振动之外，自身存在液体的晃动，同时液体穿过金属扰流网7可以提供一定额外的阻尼，提升其减振效果。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
