本實用新型涉及一種基于對稱組合式空氣彈簧的質(zhì)量調(diào)諧阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)，以對稱組合式空氣彈簧作為彈性元件的設(shè)計。

背景技術(shù)：

對稱組合式空氣彈簧是一種將兩個完全相同的空氣彈簧鏡面對稱放置組合在一起，整體的兩端固定在一個結(jié)構(gòu)上，兩個彈簧的連接處為彈簧的承力點，即可實現(xiàn)該點與固定端之間的彈性連接。這種彈簧的承力點無論沿那個方向偏移都呈現(xiàn)剛度硬化特性，且這種硬化現(xiàn)象關(guān)于彈簧承力點初始位置對稱，偏離度越大剛度非線性越強。而且對稱組合式空氣彈簧可以進行控制來改變彈簧的力學(xué)特性，滿足一些特定的要求。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)是一種將自身振動頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)附近，改變結(jié)構(gòu)共振特性，以達到減震作用的裝置。TMD主要應(yīng)用在高層建筑、橋梁等地方，質(zhì)量塊用彈簧與主結(jié)構(gòu)連接，當(dāng)主結(jié)構(gòu)因地震或者風(fēng)力等外力作用產(chǎn)生振動時，該裝置也發(fā)生相應(yīng)的擺動或扭轉(zhuǎn)振動，從而達到使主結(jié)構(gòu)減震的目的。它也可以運用在其他需要減震的地方。

TMD發(fā)展到今天衍生出很多種類，大多是被動型，即一旦安裝完成其頻率響應(yīng)范圍、阻尼比等特性固定不變，半主動控制型(Semi-active Tuned Mass Damper,SATMD)的大多是通過調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)或者彈簧剛度來實現(xiàn)。

綜上所述，有必要提出一種應(yīng)用對稱組合式空氣彈簧的TMD系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)空氣彈簧來實現(xiàn)TMD減震的最優(yōu)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要是針對應(yīng)用對稱組合式空氣彈簧(以下簡稱“彈簧”)的TMD系統(tǒng)實現(xiàn)減震效果優(yōu)化的功能。

本實用新型的技術(shù)方案：

一種基于對稱組合式空氣彈簧的質(zhì)量調(diào)諧阻尼器，包括空氣彈簧Ⅰ2、質(zhì)量塊3、活塞4、空氣彈簧Ⅱ5、氣缸6和附加室7，將空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5對稱放置，二者相同，通過活塞桿連接，活塞桿的連接點處設(shè)置質(zhì)量塊3；空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5的氣缸6分別與容積相同的附加室7相通；所述的附加室7通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制其內(nèi)部的氣壓、溫度和容積，并保持兩個附加室7的上述參數(shù)相同。

所述的空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5同為活塞式空氣彈簧或同為氣囊式空氣彈簧，附圖1僅以活塞式空氣彈簧為例。

本實用新型的有益效果：

1.附加氣室的容積越大，其他參數(shù)不變的情況下(以下分析皆以此標(biāo)準(zhǔn))彈簧剛度非線性越弱，在保持質(zhì)量塊振幅不變的情況下相當(dāng)于TMD的彈簧剛度降低，反之亦然；

2.靜止?fàn)顟B(tài)的內(nèi)部氣壓越大，彈簧整體剛度越大，非線性越強，在保持質(zhì)量塊振幅不變的情況下相當(dāng)于TMD的彈簧剛度增大，反之亦然；

3.內(nèi)部氣體溫度越高，情況與結(jié)果2相同，反之亦然；

4.由于空氣流動具有阻尼特性，可以附加一些可控的空氣阻尼裝置，直接改變TMD的阻尼特性。

附圖說明

圖1是一種基于對稱組合式空氣彈簧的質(zhì)量調(diào)諧阻尼器示意圖。

圖中：1主結(jié)構(gòu)；2空氣彈簧Ⅰ；3質(zhì)量塊；4活塞；5空氣彈簧Ⅱ；6氣缸；

7附加室。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進一步說明本實用新型的具體實施方式。

空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5分別與主結(jié)構(gòu)1固定連接，空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5的活塞桿與質(zhì)量塊3固定連接，構(gòu)成基本的TMD系統(tǒng)。為了解決主結(jié)構(gòu)1振動頻率變化導(dǎo)致TMD減震效果下降的問題，通過調(diào)節(jié)空氣彈簧Ⅰ2、空氣彈簧Ⅱ5的附加室7容積大小、內(nèi)部氣體壓強和溫度、氣體流動時的阻尼大小，從而調(diào)整對稱組合式空氣彈簧的整體剛度、阻尼特性，實現(xiàn)控制TMD參數(shù)優(yōu)化的功能。