一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，由兩個L型垂直管段、兩個以上的U型水平管段、直線型水平管段和節(jié)流孔板通過接頭連接而成,各個管段首尾依次串聯(lián)連接，所述節(jié)流孔板設置在各管段連接處，L型垂直管段設置在阻尼器兩端，U型水平管段用于改變阻尼器內(nèi)液體運動方向，從而在保證阻尼器總長度一定的條件下極大減少了水平占地長度，直線型水平管段用于連接各個U型水平管段和L型垂直管段，從而進一步微調(diào)阻尼器的水平占地長度；所述阻尼器的水平占地長度小于阻尼器水平段總長度。該阻尼器的水平段包含了多個蛇形彎曲，使原本很長水平方向上占地長度縮短，而且仍然具有良好的運動抑制效果。
【專利說明】一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器。
【背景技術】
[0002]高層建筑、海洋平臺等高聳式建筑結(jié)構(gòu)在外載荷的作用下會產(chǎn)生較明顯的整體運動。通過加強結(jié)構(gòu)強度、增大結(jié)構(gòu)尺度來抑制整體運動勢必會大幅增加成本，因此添加減振設備無疑是更好的抑制此類建筑運動的方式。其中被動控制減振裝置在大型工程結(jié)構(gòu)振動抑制上的應用比較多，它往往通過耗能和吸能的方式達到減振目的。為了減少風載荷產(chǎn)生的振動，基于被動控制的減振裝置已經(jīng)在高層建筑中得到了較多應用；而在作業(yè)環(huán)境更加復雜的海洋浮式平臺上，目前來看運動抑制裝置還鮮有應用。海洋浮式平臺處于離岸較遠的深水區(qū)域，作業(yè)環(huán)境復雜。其整體運動，特別是水平運動振幅較大，這對于提高鉆采作業(yè)效率、平臺安全性和疲勞壽命都會帶來不利影響。由于浮式平臺基本特性和有關參數(shù)與陸上高層建筑差別較大，因此無法采用現(xiàn)有的用于陸上結(jié)構(gòu)的減振裝置。為此，迫切需要一種適用于海洋浮式平臺整體運動抑制的減振裝置。
[0003]考慮到浮式平臺可以承受的有效載荷極其有限而且平臺上的空間也非常局促，減振裝置只有和平臺上現(xiàn)有的設備緊密結(jié)合在一起才能得在實際工況中發(fā)揮作用。調(diào)諧液柱阻尼器（下面簡稱TIXD)是一種可以有效抑制大型結(jié)構(gòu)整體運動的被動式減振設備。TIXD的主體是一個U型水槽，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)水平方向的整體運動起到良好的抑制作用。因此，浮式平臺上現(xiàn)有的裝置如儲油設備、儲淡水設備，甚至浮式水箱理論上都可以制造成調(diào)諧液柱阻尼器的形式進而起到抑制平臺運動的效果。此外，TLCD還具有制作成本低廉，安裝和維護非常方便等優(yōu)點。
[0004]調(diào)諧液柱阻尼器的工作原理為：當主結(jié)構(gòu)振動時，主結(jié)構(gòu)的部分能量會傳遞給液柱，引起液柱的晃蕩運動從而改善主結(jié)構(gòu)的動力狀態(tài)。液柱晃蕩得越劇烈就能從主結(jié)構(gòu)上吸收到越多的能量，減振效果就會更好。TLCD水平段的中間可以安置一個或多個節(jié)流孔板。當水槽中的液體發(fā)生晃蕩運動時，節(jié)流孔板改變了 TLCD水平段中流過液體的流量繼而產(chǎn)生阻尼。TIXD中的阻尼不僅會在液柱運動時對主結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的吸能效果而且對TIXD的減振頻段范圍有較大的影響。TLCD的自振周期可以利用液柱總長度和重力加速度求得
【權利要求】
1.一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：由兩個L型垂直管段、兩個以上的U型水平管段、直線型水平管段和節(jié)流孔板通過接頭連接而成，各個管段首尾依次串聯(lián)連接，所述節(jié)流孔板設置在各管段連接處，L型垂直管段設置在阻尼器兩端，U型水平管段用于改變阻尼器內(nèi)液體運動方向，從而在保證阻尼器總長度一定的條件下極大減少了水平占地長度，直線型水平管段用于連接各個U型水平管段和L型垂直管段，從而進一步微調(diào)阻尼器的水平占地長度；所述阻尼器的水平占地長度小于阻尼器水平段總長度。
2.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述直線型水平管段和節(jié)流孔板的數(shù)量為零個以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器中倒入的液體為水、油或油水混合液等。
4.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述蛇形調(diào)諧液柱阻尼器的管段總長度大于管段中液柱的總長度，蛇形調(diào)諧液柱阻尼器的管段總長度與液柱總長度之差最好超過任一垂直段長度的80%。
5.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述各型管段的轉(zhuǎn)彎處為直角式彎頭或彎曲式彎頭。
6.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述L型垂直管段、U型水平管段、直線型水平管段和節(jié)流孔板橫截面開孔的形狀為矩形、方形或圓形。
7.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述U型水平管段包括對稱式U型水平管段和非對稱式U型水平管段。
8.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述L型垂直管段的豎直管段為變截面豎直管段或等截面豎直管段。
9.根據(jù)權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述各型管段和節(jié)流孔板由有機玻璃、鐵板或其他合適的金屬/非金屬材料制作而成。
【文檔編號】F16F15/023GK104033533SQ201410217141
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權日:2014年5月22日
【發(fā)明者】曾曉輝, 余楊, 張良, 劉青泉, 周濟福 申請人:中國科學院力學研究所