【摘要】：針對城市大跨度鋼結(jié)構(gòu)人行天橋的減振需求,研制了一種結(jié)構(gòu)緊湊、裝配簡單的新型裝配式豎向永磁式電渦流TMD樣機,綜合TMD樣機阻尼參數(shù)測試與電渦流阻尼磁場有限元分析結(jié)果提出了電渦流阻尼的初步設(shè)計方法與磁路優(yōu)化布置。結(jié)果表明:新型TMD具有優(yōu)良的阻尼特性、耐久性,且易于裝配,工程應(yīng)用可行性強。研究得到了用于豎向TMD的電渦流阻尼磁路優(yōu)選構(gòu)造:導(dǎo)體銅板兩側(cè)的矩形永磁鐵宜采用同側(cè)極性相同、不同側(cè)極性相反的布置方式;永磁鐵宜以水平單排布置為主,間距控制在永磁鐵邊長的一半以內(nèi);永磁鐵必須安裝2排或多排時,上下2排間距不宜小于永磁鐵邊長。
【圖文】：

磁性導(dǎo)體切割永磁鐵磁力線時，穿過導(dǎo)體的磁通量就會發(fā)生連續(xù)的變化，，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體內(nèi)部就會形成類似漩渦的電流(簡稱:電渦流)，導(dǎo)致振動能量被導(dǎo)體的電阻熱效應(yīng)逐漸消耗，這就是電渦流阻尼的產(chǎn)生機理［14］。根據(jù)電渦流阻尼原理，應(yīng)用于實際減振工程的既有永磁式電渦流阻尼TMD［10，12，15－16］均是將N、S極交錯布置的永磁鐵固定在調(diào)諧質(zhì)量塊外側(cè)，隨質(zhì)量塊同步運動，將非磁性導(dǎo)體銅板獨立安裝固定在永磁鐵外側(cè)，為增強導(dǎo)體板的磁感應(yīng)強度往往還在導(dǎo)體銅板外側(cè)附加導(dǎo)磁鋼板，如圖1所示。該類TMD采用的電渦流阻尼裝置附加質(zhì)量偏大，橫向尺寸過寬，且永磁鐵外漏既影響美觀，增加了磁場泄露，也不利于永磁鐵的耐久性防護。圖1現(xiàn)有豎向TMD電渦流阻尼構(gòu)造形式Fig．1Availableconfigurationsofeddy-currentdampinginaverticalTMD本文擬研制的新型豎向永磁式電渦流阻尼TMD，將永磁鐵安裝在TMD運動質(zhì)量塊(鋼板)內(nèi)部，永磁鐵N/S極交錯，形成近似穩(wěn)定的均勻磁場，導(dǎo)體銅板在穩(wěn)定磁場中心區(qū)域沿豎向相對運動，導(dǎo)體銅板無需設(shè)置附加鋼板，如圖2所示。該TMD電渦流阻尼裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔，磁路明確，永磁鐵組嵌入在TMD質(zhì)量塊內(nèi)部易于防護，同時有效提高了TMD運動質(zhì)量與總質(zhì)量的比值。新型TMD與傳統(tǒng)TMD相關(guān)性能比較見表1。圖2豎向TMD新型電渦流阻尼構(gòu)造形式Fig．2Proposedconfigurationsofeddy-currentdampinginaverticalTMD表1新型與傳統(tǒng)電渦流TMD性能對比Tab．1PerformancecomparisonsbetweennewTMDsandtraditionaleddy-currentTMDs性能參數(shù)傳統(tǒng)TMD新型TMD電渦流阻尼效率一般(導(dǎo)體板后無鋼板)、良好(導(dǎo)體板后有鋼板)較好耐久性一般好裝配性一般好橫向尺寸偏大適中有效振動質(zhì)?

鑾康繼灝宓拇鷗?應(yīng)強度往往還在導(dǎo)體銅板外側(cè)附加導(dǎo)磁鋼板，如圖1所示。該類TMD采用的電渦流阻尼裝置附加質(zhì)量偏大，橫向尺寸過寬，且永磁鐵外漏既影響美觀，增加了磁場泄露，也不利于永磁鐵的耐久性防護。圖1現(xiàn)有豎向TMD電渦流阻尼構(gòu)造形式Fig．1Availableconfigurationsofeddy-currentdampinginaverticalTMD本文擬研制的新型豎向永磁式電渦流阻尼TMD，將永磁鐵安裝在TMD運動質(zhì)量塊(鋼板)內(nèi)部，永磁鐵N/S極交錯，形成近似穩(wěn)定的均勻磁場，導(dǎo)體銅板在穩(wěn)定磁場中心區(qū)域沿豎向相對運動，導(dǎo)體銅板無需設(shè)置附加鋼板，如圖2所示。該TMD電渦流阻尼裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔，磁路明確，永磁鐵組嵌入在TMD質(zhì)量塊內(nèi)部易于防護，同時有效提高了TMD運動質(zhì)量與總質(zhì)量的比值。新型TMD與傳統(tǒng)TMD相關(guān)性能比較見表1。圖2豎向TMD新型電渦流阻尼構(gòu)造形式Fig．2Proposedconfigurationsofeddy-currentdampinginaverticalTMD表1新型與傳統(tǒng)電渦流TMD性能對比Tab．1PerformancecomparisonsbetweennewTMDsandtraditionaleddy-currentTMDs性能參數(shù)傳統(tǒng)TMD新型TMD電渦流阻尼效率一般(導(dǎo)體板后無鋼板)、良好(導(dǎo)體板后有鋼板)較好耐久性一般好裝配性一般好橫向尺寸偏大適中有效振動質(zhì)量比偏小適中2裝配式豎向電渦流TMD樣機設(shè)計與制作2．1TMD樣機參數(shù)筆者曾參與調(diào)研了綿陽市部分簡支鋼箱梁人行天橋的振動情況，在行人激勵下這些人行天橋的振動響應(yīng)均以一階豎向彎曲振動為主［17］，表2列出了行人舒適度不滿足要求的典型人行天橋動力參數(shù)。從表2可以看出，主跨40m左右的簡支鋼箱梁人行天橋總質(zhì)量約100t，主跨超過40m后第1階豎向自振頻率低于3Hz，相應(yīng)的模態(tài)質(zhì)量不超過結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的50%。采用TMD進行減振設(shè)計時，若TMD質(zhì)量比取1%，則

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