本發明屬于結構振(zhen)動控(kong)制技術領域，具(ju)體涉(she)及一種擺式電渦流TMD磁(ci)路構造及設計方(fang)法。

背景技術：

超高層建(jian)筑在風(feng)荷(he)載作(zuo)用(yong)下(xia)容(rong)易(yi)發(fa)生大幅度(du)振(zhen)動導致舒適(shi)度(du)問(wen)題，為了(le)提高該類結構的風(feng)振(zhen)舒適(shi)度(du)，許(xu)多超高層建(jian)筑已采用(yong)大型擺(bai)式調(diao)諧質量阻尼(ni)器(qi)(TMD)減振(zhen)。大型擺(bai)式TMD阻尼(ni)元(yuan)件多采用(yong)液體粘滯阻尼(ni)器(qi)，但該類阻尼(ni)器(qi)粘性(xing)流(liu)體隨著時間的推移可(ke)能會存在泄漏、阻尼(ni)參數后期調(diao)節困難、內部熱量不易(yi)耗(hao)散、長期性(xing)能難以保障(zhang)等不足。電(dian)渦流(liu)阻尼(ni)作(zuo)為替(ti)代方(fang)案可(ke)以解決這一問(wen)題。

根(gen)據擺(bai)式(shi)(shi)電渦(wo)流TMD阻(zu)(zu)尼(ni)比(bi)的計(ji)算(suan)公式(shi)(shi)可知，為(wei)(wei)滿足大(da)型(xing)工程結構所要求(qiu)阻(zu)(zu)尼(ni)比(bi)，擺(bai)式(shi)(shi)電渦(wo)流TMD需要產生較大(da)的阻(zu)(zu)尼(ni)力。如上海中心大(da)廈(sha)已成功(gong)采用大(da)型(xing)擺(bai)式(shi)(shi)電渦(wo)流TMD作為(wei)(wei)其(qi)吸能(neng)減振裝置，TMD質量塊為(wei)(wei)1000t，設計(ji)頻(pin)率為(wei)(wei)0.111Hz，計(ji)算(suan)擺(bai)長為(wei)(wei)20.6m。然而，對擺(bai)式(shi)(shi)電渦(wo)流TMD最優磁路構造并未有相關報道(dao)與明(ming)確結論。

公告號為(wei)CN 103132628A的(de)(de)(de)“擺式電渦(wo)流(liu)(liu)調諧質量阻(zu)尼(ni)器裝置”專利公開了一種阻(zu)尼(ni)調節(jie)范圍(wei)大(da)的(de)(de)(de)擺式電渦(wo)流(liu)(liu)TMD，該發明永(yong)磁體(ti)N極S極在(zai)同一工作(zuo)面上間隔排列，一個S極向外的(de)(de)(de)永(yong)磁體(ti)旁邊(bian)為(wei)一個磁極相反的(de)(de)(de)永(yong)磁體(ti)，永(yong)磁體(ti)尺(chi)寸和(he)(he)厚(hou)度根據(ju)磁能量的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)確定，銅板和(he)(he)導磁鐵板的(de)(de)(de)尺(chi)寸和(he)(he)厚(hou)度根據(ju)磁能量的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)和(he)(he)TMD整體(ti)阻(zu)尼(ni)比確定。但未能明確永(yong)磁體(ti)最優排列方(fang)式，以及銅板和(he)(he)鐵板最優厚(hou)度。

公告(gao)號為CN 203784189U的(de)“懸吊式電渦流調(diao)諧質(zhi)量阻尼(ni)器(qi)裝置”專利公開了一種阻尼(ni)調(diao)節簡便(bian)的(de)懸吊式電渦流TMD。該發明通(tong)過升(sheng)降支撐桿來調(diao)節銅板(ban)(ban)與永(yong)磁(ci)體的(de)匹配位置，進而(er)調(diao)節阻尼(ni)系(xi)數(shu)，通(tong)過加減導磁(ci)鐵板(ban)(ban)可(ke)以調(diao)節鐵板(ban)(ban)厚度(du)，但鐵板(ban)(ban)最優(you)(you)厚度(du)未進行說(shuo)明，銅板(ban)(ban)厚度(du)和永(yong)磁(ci)體最優(you)(you)排列方式也(ye)未進行說(shuo)明。因(yin)此，精確調(diao)節到所需阻尼(ni)比存在一定困難。

公告號為CN 104372870A的(de)“一種擺(bai)式(shi)電渦流調(diao)諧質量(liang)阻尼(ni)(ni)器減振控制裝置”專利公開(kai)了一種阻尼(ni)(ni)系(xi)(xi)(xi)數(shu)調(diao)節方式(shi)簡單便(bian)捷的(de)擺(bai)式(shi)電渦流TMD。該(gai)(gai)發明(ming)電渦流阻尼(ni)(ni)系(xi)(xi)(xi)統由永(yong)磁體、永(yong)磁體安裝板和導(dao)體板構(gou)成，通過改(gai)變永(yong)磁體數(shu)量(liang)、或改(gai)變永(yong)磁體安裝板厚(hou)度(du)、或改(gai)變導(dao)體板厚(hou)度(du)對阻尼(ni)(ni)系(xi)(xi)(xi)數(shu)進(jin)行調(diao)節。但該(gai)(gai)發明(ming)未(wei)能明(ming)確永(yong)磁體排(pai)列方式(shi)，導(dao)體板厚(hou)度(du)等參數(shu)設(she)計也未(wei)見說明(ming)。

公(gong)告號(hao)為CN 105138798A的(de)“一種實現結構減振(zhen)的(de)擺式電渦(wo)流(liu)(liu)調(diao)諧質(zhi)量(liang)阻(zu)尼(ni)器及方法”專利公(gong)開一種質(zhi)量(liang)塊運動狀態(tai)穩定、頻率調(diao)節范圍大(da)的(de)擺式電渦(wo)流(liu)(liu)TMD。該(gai)發(fa)明通(tong)過改變渦(wo)流(liu)(liu)板與永(yong)磁(ci)體(ti)的(de)間距使得阻(zu)尼(ni)器的(de)阻(zu)尼(ni)比實現無級調(diao)節，永(yong)磁(ci)體(ti)按照擺動方向上磁(ci)極交替(ti)變化的(de)規則進(jin)行設置，但是對永(yong)磁(ci)體(ti)最優排(pai)列方式以及如何達到最優均未見說明，也未明確(que)渦(wo)流(liu)(liu)板厚度(du)取值。

綜上可以看出，有必要對擺(bai)式電渦流(liu)TMD所需的電渦流(liu)阻尼器(qi)組件的最優磁(ci)路進(jin)行研發(fa)，使擺(bai)式電渦流(liu)TMD耗(hao)能效率達到最優。

技術實現要素：

本發明(ming)的目的是針(zhen)對(dui)現(xian)有技(ji)術存在的擺式電渦流TMD耗能效率(lv)低的問題和不足(zu)，提供一種擺式電渦流TMD磁路構造(zao)及設(she)計方法(fa)及裝置。

本發明(ming)的技術方(fang)案(an)是：一種擺式電渦流(liu)TMD磁路構造的設(she)計方(fang)法，具體(ti)包(bao)括以下步驟(zou)：

確定電(dian)渦流TMD設計參(can)數：質量m、振動頻率f與阻尼比(bi)ζ；

計算電渦流阻尼器等效阻尼系數目標值c_TMD＝2m(2πf)ζ；

確定矩形永(yong)(yong)磁(ci)體(ti)型號與尺寸(cun)，永(yong)(yong)磁(ci)體(ti)長(chang)度與寬度記為(wei)b，高(gao)度記為(wei)h；

設計(ji)由(you)4塊永磁體構成的電渦流阻尼器基準(zhun)單元；

采用三維電磁場有限元分析方法計算電渦流阻尼器基準單元的等效粘滯阻尼系數c_J；

確定電渦流阻尼器基準單元的數量n＝c_TMD/c_J，即永磁體總數量為4n。

所(suo)述的擺式電渦(wo)流TMD磁(ci)(ci)(ci)路(lu)構造的設計方法，所(suo)述計由4塊永磁(ci)(ci)(ci)體(ti)構成的電渦(wo)流阻(zu)尼器基準單(dan)元具體(ti)包(bao)括：沿TMD運(yun)動方向，相鄰(lin)永磁(ci)(ci)(ci)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)極(ji)交錯(cuo)布置，間(jian)距(ju)(ju)(ju)0.5b；沿垂(chui)直于(yu)TMD運(yun)動方向，相鄰(lin)永磁(ci)(ci)(ci)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)極(ji)相同布置，間(jian)距(ju)(ju)(ju)0.1b；導(dao)(dao)體(ti)銅板(ban)厚(hou)度不(bu)大(da)(da)于(yu)0.3h；第一(yi)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)厚(hou)度不(bu)大(da)(da)于(yu)20mm，第二導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)厚(hou)度大(da)(da)于(yu)第一(yi)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)厚(hou)度，且不(bu)小于(yu)h；永磁(ci)(ci)(ci)體(ti)組與導(dao)(dao)體(ti)銅板(ban)之間(jian)的凈間(jian)距(ju)(ju)(ju)取10mm。

所述的擺式電渦流TMD磁路構造的設計方法，具體為：通過三維電磁場有限元仿真得到的導體銅板受到的洛倫茲力F與導體銅板的速度v，計算出電渦流阻尼等效阻尼系數c_J

一種基于(yu)(yu)權(quan)利要1的(de)設計方(fang)法設計的(de)擺式(shi)電渦流TMD裝置(zhi)，包括第(di)(di)一導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)1、永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組、導(dao)(dao)(dao)體(ti)銅(tong)(tong)(tong)板(ban)(ban)(ban)3、第(di)(di)二導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)4，所(suo)述(shu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組安裝在TMD運(yun)(yun)動(dong)質量塊底(di)(di)面(mian)的(de)第(di)(di)一導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)1上，所(suo)述(shu)導(dao)(dao)(dao)體(ti)銅(tong)(tong)(tong)板(ban)(ban)(ban)3位于(yu)(yu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組的(de)下方(fang)，且與(yu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組之間(jian)(jian)(jian)具有(you)一定(ding)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場間(jian)(jian)(jian)隙，所(suo)述(shu)第(di)(di)二導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)4安裝在所(suo)述(shu)導(dao)(dao)(dao)體(ti)銅(tong)(tong)(tong)板(ban)(ban)(ban)3的(de)底(di)(di)面(mian)；所(suo)述(shu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2橫截面(mian)為(wei)(wei)矩形，永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2長：寬：高為(wei)(wei)2:2:1，且磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極方(fang)向(xiang)垂(chui)直于(yu)(yu)質量塊底(di)(di)面(mian)；永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組由偶數個永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組成，采用陣(zhen)列方(fang)式(shi)布置(zhi)；沿TMD運(yun)(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)，相(xiang)(xiang)鄰永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極交錯(cuo)布置(zhi)，間(jian)(jian)(jian)距0.5b，其中b表示永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2寬度(du)(du)(du)，沿垂(chui)直于(yu)(yu)TMD運(yun)(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)，相(xiang)(xiang)鄰磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極相(xiang)(xiang)同布置(zhi)，間(jian)(jian)(jian)距0.1b；導(dao)(dao)(dao)體(ti)銅(tong)(tong)(tong)板(ban)(ban)(ban)3厚度(du)(du)(du)不(bu)(bu)大于(yu)(yu)0.3h，其中h表示永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2高度(du)(du)(du)；第(di)(di)一導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)1厚度(du)(du)(du)不(bu)(bu)大于(yu)(yu)20mm，第(di)(di)二導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)4厚度(du)(du)(du)大于(yu)(yu)第(di)(di)一導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)1厚度(du)(du)(du)，且不(bu)(bu)小于(yu)(yu)h；所(suo)述(shu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)2組與(yu)導(dao)(dao)(dao)體(ti)銅(tong)(tong)(tong)板(ban)(ban)(ban)3之間(jian)(jian)(jian)的(de)凈間(jian)(jian)(jian)距不(bu)(bu)大于(yu)(yu)10mm。

所(suo)述的擺式電渦流TMD裝置，所(suo)述永磁體2中心開孔(kong)，采用螺栓固定(ding)在第一導磁鋼板1。

本(ben)(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)(fa)明的(de)(de)(de)(de)有益(yi)效果是(shi)：本(ben)(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)(fa)明顯著提高了電(dian)(dian)渦流(liu)阻(zu)尼(ni)的(de)(de)(de)(de)耗(hao)能效率，降(jiang)低阻(zu)尼(ni)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用量和(he)成本(ben)(ben)(ben)(ben)費(fei)，與現有技術的(de)(de)(de)(de)某大(da)(da)型擺式(shi)電(dian)(dian)渦流(liu)TMD(質量1000噸)在位移較(jiao)小范圍內時，采用8mm厚銅板和(he)1800塊(kuai)永(yong)磁(ci)體(ti)，使(shi)其阻(zu)尼(ni)比(bi)達到了4.5％相(xiang)比(bi)，本(ben)(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)(fa)明，僅使(shi)用40塊(kuai)永(yong)磁(ci)體(ti)即可達到7.81％阻(zu)尼(ni)比(bi)，大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低了永(yong)磁(ci)體(ti)使(shi)用數量；本(ben)(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)(fa)明適用于具有不同型號(hao)與尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)體(ti)的(de)(de)(de)(de)擺式(shi)電(dian)(dian)渦流(liu)TMD磁(ci)路(lu)設計，具有廣泛的(de)(de)(de)(de)適用性以及(ji)可操作性。運用本(ben)(ben)(ben)(ben)發(fa)(fa)(fa)明能夠快速精確的(de)(de)(de)(de)設計出耗(hao)能效率較(jiao)好(hao)，滿足(zu)目(mu)標阻(zu)尼(ni)比(bi)參數的(de)(de)(de)(de)擺式(shi)電(dian)(dian)渦流(liu)TMD，且有助于提升工程(cheng)實(shi)踐中(zhong)擺式(shi)電(dian)(dian)渦流(liu)TMD的(de)(de)(de)(de)設計與制造(zao)水平。

附圖說明

圖(tu)1為本(ben)發(fa)明一種擺式電渦流(liu)調諧質量阻尼器(qi)的最(zui)優磁路構造示(shi)意圖(tu)；

圖(tu)2為本(ben)發明一種擺式電渦流調諧質(zhi)量(liang)阻尼(ni)器的最優(you)磁(ci)路永磁(ci)體排列方式示意圖(tu)；

圖3為等效阻尼(ni)系數(shu)隨導體銅(tong)板厚度的變(bian)化曲(qu)線；

圖(tu)4為本發明(ming)一種擺式(shi)電(dian)渦(wo)流(liu)調諧質量阻尼器(qi)磁路構(gou)造的設計方法流(liu)程圖(tu)；

圖5為(wei)等效阻尼系數隨附加鋼板厚度變化曲線；

圖6為等效(xiao)阻尼系數與(yu)兩塊永(yong)磁體(ti)間(jian)距(ju)和排列方式的(de)變化(hua)曲線；

圖7為本(ben)發明(ming)擺式(shi)電(dian)渦(wo)流(liu)TMD永磁(ci)體4塊磁(ci)路(a)構(gou)造示意圖；

圖8為本發明擺式電渦流TMD永磁體4塊磁路(lu)(b)構造示(shi)意圖；

圖9為等效阻尼系數隨垂(chui)直于TMD運動方向永磁(ci)體間(jian)距的(de)變化曲線(xian)；

圖(tu)10為本發明擺式電渦流TMD永磁體8塊磁路構造示意圖(tu)；

圖11為本發明擺式電渦流TMD永(yong)磁體8塊磁路耦(ou)合分析曲(qu)線；

圖12為(wei)本(ben)發明擺式電渦流TMD永磁體(ti)16塊磁路構(gou)造(zao)示意圖；

圖(tu)13為等效阻尼(ni)系(xi)數隨16塊永磁體的耦合關(guan)系(xi)曲線；

圖中，1為第(di)一(yi)導(dao)磁鋼板(ban)(ban)，2為永磁體，3為導(dao)體銅板(ban)(ban)，4為第(di)二導(dao)磁鋼板(ban)(ban)。

具體實施方式

實(shi)施例1：結合圖(tu)1-圖(tu)13，一種(zhong)擺式電(dian)渦(wo)流TMD磁(ci)路構造的設(she)計(ji)方法，具體(ti)包(bao)括以下步驟：

確(que)定電(dian)渦(wo)流TMD設計參數：質量m、振動頻率(lv)f與阻(zu)尼(ni)比ζ；

計算電渦流阻尼器等效阻尼系數目標值c_TMD＝2m(2πf)ζ；

確定矩形永磁(ci)體2型(xing)號與尺寸，永磁(ci)體2長(chang)度(du)與寬度(du)記為b，高度(du)記為h；

設計由(you)4塊永(yong)(yong)(yong)磁(ci)體2構成的電(dian)渦(wo)流阻尼器基準(zhun)單元，具體包括：沿TMD運(yun)動方向，相(xiang)鄰(lin)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)體2磁(ci)極交錯布(bu)置，間距(ju)0.5b；沿垂直于(yu)TMD運(yun)動方向，相(xiang)鄰(lin)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)體2磁(ci)極相(xiang)同(tong)布(bu)置，間距(ju)0.1b；導(dao)(dao)體銅(tong)板(ban)3厚(hou)(hou)度(du)(du)不大于(yu)0.3h；第一導(dao)(dao)磁(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1厚(hou)(hou)度(du)(du)不大于(yu)20mm，第二(er)導(dao)(dao)磁(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)4厚(hou)(hou)度(du)(du)大于(yu)第一導(dao)(dao)磁(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1厚(hou)(hou)度(du)(du)，且不小于(yu)h；永(yong)(yong)(yong)磁(ci)體2組與導(dao)(dao)體銅(tong)板(ban)3之間的凈間距(ju)取10mm。

采用三維電磁場有限元分析方法計算電渦流阻尼器基準單元的等效粘滯阻尼系數c_J，具體為：通過三維電磁場有限元仿真得到的導體銅板3受到的洛倫茲力F與導體銅板3的速度v，計算出電渦流阻尼等效阻尼系數c_J

確定電渦流阻尼器基準單元的數量n＝c_TMD/c_J，即永磁(ci)體2總(zong)數量為4n。

一(yi)(yi)種基于(yu)(yu)(yu)權利要1的設計(ji)方(fang)法設計(ji)的擺(bai)式電渦(wo)流TMD裝置，包(bao)括第一(yi)(yi)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1、永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組、導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)銅(tong)板(ban)3、第二(er)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)4，所(suo)(suo)述(shu)(shu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2組安裝在TMD運(yun)動質量塊底面(mian)的第一(yi)(yi)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1上，所(suo)(suo)述(shu)(shu)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)銅(tong)板(ban)3位于(yu)(yu)(yu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2組的下方(fang)，且與(yu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2組之間具(ju)有(you)一(yi)(yi)定的磁(ci)(ci)(ci)場間隙，所(suo)(suo)述(shu)(shu)第二(er)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)4安裝在所(suo)(suo)述(shu)(shu)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)銅(tong)板(ban)3的底面(mian)；所(suo)(suo)述(shu)(shu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2橫截面(mian)為(wei)矩形(xing)，永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2長：寬：高(gao)為(wei)2:2:1，且磁(ci)(ci)(ci)極方(fang)向垂(chui)直(zhi)于(yu)(yu)(yu)質量塊底面(mian)；永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2組由偶數(shu)個(ge)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2組成，采用(yong)陣(zhen)列方(fang)式布置；沿(yan)TMD運(yun)動方(fang)向，相鄰永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2磁(ci)(ci)(ci)極交錯布置，間距(ju)0.5b，其(qi)中b表(biao)示永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2寬度，沿(yan)垂(chui)直(zhi)于(yu)(yu)(yu)TMD運(yun)動方(fang)向，相鄰磁(ci)(ci)(ci)極相同布置，間距(ju)0.1b；導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)銅(tong)板(ban)3厚(hou)度不大于(yu)(yu)(yu)0.3h，其(qi)中h表(biao)示永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2高(gao)度；第一(yi)(yi)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1厚(hou)度不大于(yu)(yu)(yu)20mm，第二(er)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)4厚(hou)度大于(yu)(yu)(yu)第一(yi)(yi)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1厚(hou)度，且不小于(yu)(yu)(yu)h；所(suo)(suo)述(shu)(shu)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2組與(yu)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)銅(tong)板(ban)3之間的凈間距(ju)不大于(yu)(yu)(yu)10mm。永(yong)(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)2中心(xin)開孔，采用(yong)螺栓固定在第一(yi)(yi)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板(ban)1。

實施例2，結合圖1-圖13，一種電渦(wo)流調諧質(zhi)量阻尼(ni)器磁路構造的設(she)計方法，

如圖1所示電渦流阻尼器基準單元，可通過三維電磁場有限元仿真得到的導體銅板3受到的洛倫茲力F與導體銅板3的速度v給出電渦流阻尼等效阻尼系數c_J，

電渦流阻尼器基準單元阻尼比ζ_J可由下式確定

式中，m、f分別表示電(dian)渦流TMD運動質量塊質量與振動頻(pin)率(lv)。

綜合①②式(shi)(shi)，得到(dao)該擺式(shi)(shi)電渦流TMD阻(zu)尼比(bi)公式(shi)(shi)：

電渦流阻尼器等效阻尼系數目標值c_TMD＝2m(2πf)ζ③，式中ζ表示(shi)目標阻尼比。

綜合②③式，得到等效阻(zu)尼系數比值為

根據以(yi)上理論分析，可以(yi)得(de)到擺式電渦流(liu)TMD設計(ji)方法(fa)是(shi)：

(1)根據工程減振需要，確定(ding)電渦(wo)流TMD設計參數：質量(liang)m、振動(dong)頻率f與阻(zu)尼比(bi)ζ；

(2)計算電渦流阻尼器等效阻尼系數目標值c_TMD＝2m(2πf)ζ；

(3)確定矩形永(yong)磁體(ti)2型號(hao)與尺寸，永(yong)磁體(ti)2長度與寬(kuan)度記為(wei)b，高度記為(wei)h；

(4)初(chu)步設計由4塊永磁(ci)(ci)體(ti)(ti)2構成(cheng)的(de)電渦流(liu)阻尼器基準單元：沿TMD運動(dong)方向(xiang)，相鄰永磁(ci)(ci)體(ti)(ti)2磁(ci)(ci)極(ji)交(jiao)錯布置，間距(ju)(ju)0.5b；沿垂直于(yu)(yu)TMD運動(dong)方向(xiang)，相鄰永磁(ci)(ci)體(ti)(ti)2磁(ci)(ci)極(ji)相同布置，間距(ju)(ju)0.1b；導體(ti)(ti)銅板3厚度(du)(du)(du)不大于(yu)(yu)0.3h；第(di)(di)一導磁(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板1厚度(du)(du)(du)不大于(yu)(yu)20mm，第(di)(di)二導磁(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板4厚度(du)(du)(du)大于(yu)(yu)第(di)(di)一導磁(ci)(ci)鋼(gang)(gang)板1厚度(du)(du)(du)，且不小于(yu)(yu)h；永磁(ci)(ci)體(ti)(ti)2組與導體(ti)(ti)銅板3之間的(de)凈(jing)間距(ju)(ju)取10mm。

(5)采用三維電磁場有限元分析方法計算電渦流阻尼器基準單元的等效粘滯阻尼系數c_J；

(6)確定電渦流阻尼器基準單元的數量n＝c_TMD/c_J，即永磁(ci)體2總數量為4n。

一(yi)(yi)種擺式電渦流TMD裝置，包(bao)括第(di)一(yi)(yi)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)1、永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2組(zu)、導(dao)(dao)體(ti)(ti)銅板(ban)3、第(di)二導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)4，所(suo)述(shu)(shu)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2組(zu)固定(ding)在TMD運動質(zhi)量塊底面的(de)第(di)一(yi)(yi)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)1上，所(suo)述(shu)(shu)導(dao)(dao)體(ti)(ti)銅板(ban)3位于(yu)(yu)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2組(zu)的(de)下方(fang)(fang)，且(qie)與永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2組(zu)之(zhi)(zhi)間(jian)具有一(yi)(yi)定(ding)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)間(jian)隙(xi)，所(suo)述(shu)(shu)第(di)二導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)4安裝在所(suo)述(shu)(shu)導(dao)(dao)體(ti)(ti)銅板(ban)3的(de)底面；其特征在于(yu)(yu)，所(suo)述(shu)(shu)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2橫截面采用(yong)矩形，永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)3長：寬：高＝2:2:1，且(qie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)(ji)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)垂直于(yu)(yu)質(zhi)量塊底面；永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2組(zu)采用(yong)偶數個永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2，采用(yong)陣列方(fang)(fang)式布置；沿TMD運動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)，相(xiang)(xiang)鄰永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)(ji)交錯布置，間(jian)距0.5b，其中b表示永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2寬度(du)，沿垂直于(yu)(yu)TMD運動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)，相(xiang)(xiang)鄰磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)(ji)相(xiang)(xiang)同布置，間(jian)距0.1b；導(dao)(dao)體(ti)(ti)銅板(ban)3厚(hou)度(du)0.3h，其中h表示永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2高度(du)；第(di)一(yi)(yi)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)1厚(hou)度(du)20mm，第(di)二導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼(gang)板(ban)4厚(hou)度(du)大(da)于(yu)(yu)20mm，且(qie)不小于(yu)(yu)h；所(suo)述(shu)(shu)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)(ti)2組(zu)與導(dao)(dao)體(ti)(ti)銅板(ban)3之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)凈(jing)間(jian)距10mm。

具體的來講(jiang)：以某超級工程(cheng)耗能減振設(she)(she)計(ji)為例，采用本發明(ming)最優磁路和(he)設(she)(she)計(ji)方法：該工程(cheng)設(she)(she)計(ji)的大(da)型(xing)擺式電渦流調諧質量阻尼器具體參(can)數為：TMD質量塊(kuai)m為1000t，設(she)(she)計(ji)頻率(lv)f 為0.111Hz。

電渦流TMD設(she)計參(can)數(shu)，TMD質量塊(kuai)m為(wei)(wei)1000t，設(she)計頻率f為(wei)(wei)0.111Hz，目標阻尼比參(can)數(shu)ζ為(wei)(wei)8％。

計算得到電渦流阻尼器等效阻尼系數目標值c_TMD＝111589.37N*s/m。

根(gen)據工程(cheng)結構減振(zhen)需要，選取(qu)N42型NdFeB永磁(ci)體(ti)2，剩磁(ci)感應強度為1.3T，永磁(ci)體(ti)2的(de)尺(chi)寸為100mm×100mm×50mm。

運(yun)(yun)用本專利提供的擺式電渦流TMD最優磁(ci)(ci)路：沿TMD運(yun)(yun)動方向，相鄰(lin)永(yong)磁(ci)(ci)體(ti)2磁(ci)(ci)極交(jiao)錯(cuo)布置，間(jian)(jian)距50mm，沿垂直于TMD運(yun)(yun)動方向，相鄰(lin)永(yong)磁(ci)(ci)體(ti)2磁(ci)(ci)極相同布置，間(jian)(jian)距10mm，導體(ti)銅(tong)板3厚度(du)15mm，導磁(ci)(ci)鋼板厚度(du)50mm，磁(ci)(ci)場間(jian)(jian)隙10mm，質量塊底(di)板厚度(du)取20mm。

采用三維電磁場有限元分析方法計算電渦流阻尼器基準單元的等效阻尼系數c_J＝11574.40N*s/m。

經計算，電渦流阻尼器基準單(dan)元(yuan)的數量n＝9.6，取整為10，即采用40塊永磁體2(沿TMD運動方(fang)(fang)向布(bu)置8列，垂直(zhi)于TMD運動方(fang)(fang)向布(bu)置5行)，實現了阻尼比為7.81％的設(she)計，誤差范圍滿足要求(qiu)。

綜上可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，采用本發明(ming)擺式電(dian)渦流(liu)TMD最優磁路，以(yi)40塊永磁體2即可(ke)實現1000噸級大型擺式電(dian)渦流(liu)TMD(振動頻(pin)率(lv)0.111Hz)的目標(biao)阻尼比(7.81％)設計。