【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于土木工程，涉及一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構及單管塔減振方法。
技術介紹
1、應用于通信桿塔減振的附加振動子系統中，質量塊大部分設置在塔頂位置，但由于通信桿塔屬于高聳結構，在風荷載和地震荷載等外部激勵作用下，通信桿塔主要發生彎曲變形，當質量塊布置在塔頂時，附加振動子系統與塔體間相對變形小，吸能減振能力將會受到限制。能夠充分利用彎曲變形下塔頂和塔底存在的較大變形差值，以提升調諧吸振效率的附加振動子系統布置形式，還有待進一步探索。此外，附加振動子系統中的質量塊通常是額外增設的，作用單一，經濟性較差。
2、應用于通信桿塔減振的附加振動子系統中，大部分采取被動控制的方式，其適用頻帶較窄，對頻率敏感性高，致使傳統調諧質量阻尼器(tmd)難以適應通信桿塔的調諧減振需求。如何將半主動或主動控制技術應用到通信桿塔減振體系中，提升通信桿塔減振的智能水平和效率，還有待進一步探索。
3、專利cn117847126a公開了一種安裝于風機的多方向減振電渦流阻尼裝置，包括塔筒壁、旋轉平臺，塔筒壁內設有甲板，旋轉平臺底部固定在甲板上并接有微型控制器，微型控制器另一端接有位移傳感器，水平式電渦流阻尼器固定在旋轉平臺上部；質量塊底部固定有永磁鐵，質量塊兩端均設有緩沖彈簧，彈簧的另一端與承臺相接，以實現固定頻率調諧和限位作用，避免質量塊調諧位移幅值超限。該專利的電渦流阻尼器受到外部激勵作用時，質量塊底部的永磁鐵隨之沿連桿方向運動，從而產生變化的磁場；在此過程中，銅片和鐵片切割磁感線，進而產生阻尼力；然而，由于裝置采用的是永磁鐵
4、專利cn118746038a公開了一種柔性滑輪慣容阻尼減振裝置，包括第一連接板、第二連接板、多個滑輪組、單向慣質阻尼器和纜索，第一連接板連接于塔筒內部的頂端或葉片內部的尾部；第二連接板連接于塔筒內部的底端或葉片內部的根部；多個滑輪組分別連接于第一連接板和第二連接板之間，其中，滑輪組通過球鉸支座與第二連接板連接；單向慣質阻尼器的一端通過球鉸支座連接于第二連接板朝向第一連接板的一側；纜索的一端與第二連接板連接，另一端依次穿設于多個滑輪組后與單向慣質阻尼器連接。盡管該專利的單向慣質阻尼器通過棘輪機構實現了單向傳動，但在反向運動時，由于固定位置存在扭矩，可能會產生累積誤差，導致飛輪的位置出現錯動，影響減振效果。
5、專利cn113513557a公開了一種磁流變阻尼器及在風載振動下的加載力控制方法，磁流變阻尼器包括活塞桿、缸筒、定位盤、導磁盤、繞線盤、勵磁線圈和彈簧；缸筒同軸套裝在活塞桿中部外周，缸筒的前端和后端均通過一個法蘭盤與活塞桿密封滑動連接；導磁盤和繞線盤沿軸向緊密交錯布設在缸筒內的活塞桿上，導磁盤和繞線盤的內圓周面與活塞桿之間形成磁流變液通道，磁流變腔體中充填有磁流變液；每個繞線盤上均繞設有勵磁線圈，所有繞線盤上的勵磁線圈相串聯；定位盤同軸套設在位于前端法蘭盤外側的活塞桿上；彈簧套設在缸筒外周，彈簧一端安裝在定位盤上，彈簧另一端安裝在位于后端的法蘭盤上；定位盤的一端連接滾輪oa或ob，背離定位盤一側的活塞桿連接滾輪ob或oa。但該專利的磁流變阻尼器中，導磁盤和繞線盤的設計需要平衡磁感應強度和結構強度，導磁盤過厚可能使磁感應強度提前達到飽和狀態，導致磁流變阻尼器輸出阻尼力無法達到要求的最大阻尼力，而導磁盤過薄則可能削弱結構強度，影響裝置的整體性能。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的至少一種缺陷而提供一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構及單管塔減振方法，本專利技術無需額外增設質量塊，實現增效的自適應調諧吸振和耗能。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、本專利技術的技術方案之一在于，提供一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，該子結構包括設置于塔體內的爬梯、形狀記憶合金(sma)彈簧和磁流變慣容阻尼器，所述爬梯內設置有梯內磁吸件，塔體的內壁上設置有塔內磁吸件，通過磁吸將爬梯吸附于塔體的內壁一側，所述爬梯整體被設計并用作固體質量塊，所述爬梯、形狀記憶合金彈簧和磁流變慣容阻尼器共同組成調諧質量阻尼器(tmd)體系；
4、所述形狀記憶合金彈簧與塔頂和爬梯連接，所述形狀記憶合金彈簧使爬梯在塔體振動時產生相應位移，吸收振動能量；
5、所述磁流變慣容阻尼器通過拉索與爬梯和塔底連接，所述磁流變慣容阻尼器提供放大的附加慣性質量以增效地吸收、耗散爬梯質量塊與塔體之間振動能量，并調節爬梯懸吊吸振頻率；
6、正常使用時，所述爬梯吸附于塔體的邊緣，所述形狀記憶合金彈簧和拉索繃緊，異常振動時，所述形狀記憶合金彈簧拉動脫附的爬梯回到塔體的中心附近，所述形狀記憶合金彈簧和磁流變慣容阻尼器吸收、耗散振動能量并實現自復位功能。
7、作為優選的技術方案，塔體的頂部和底部兩側分別設置有至少一對吊環，所述爬梯上設置有至少兩對吊環，至少一對形狀記憶合金彈簧的兩端分別與塔體頂部和爬梯的吊環連接，至少一對磁流變慣容阻尼器的兩端分別通過拉索與爬梯和塔體底部的吊環連接。
8、進一步地，所述形狀記憶合金彈簧的材質選自鎳鈦基形狀記憶合金(ni-ti?sma)、銅基形狀記憶合金(cu?sma)、鐵基形狀記憶合金(fe?sma)中的一種或多種，所述形狀記憶合金彈簧具有獨特的形狀記憶效應和超彈性特性，與爬梯和塔體連接，確保爬梯在結構振動時能夠產生相應的反向運動。
9、作為優選的技術方案，通過調整形狀記憶合金彈簧的剛度，調整調諧質量阻尼器體系的自振頻率。
10、進一步地，所述爬梯的兩側中空立桿內設置有梯內磁吸件，塔體的內壁上于梯內磁吸件的相對位置設置有塔內磁吸件，所述梯內磁吸件和塔內磁吸件組成磁吸連接組件，通過塔內磁吸件吸附梯內磁吸件，將爬梯以非剛性方式連接至塔體；
11、所述梯內磁吸件和塔內磁吸件采用電磁鐵和磁性材料的組合，通過控制電磁鐵的通電，實現對磁性材料的吸附，正常使用狀態下，磁吸連接組件處于通電狀態，電磁鐵和磁性材料之間存在吸力，能夠將爬梯牢固地吸附于塔體上，當接收到來自控制單元的斷開信號后，切斷電源，爬梯從塔體脫附，從而在振動過程中獲得晃動空間。
12、作為優選的技術方案，所述磁流變慣容阻尼器、梯內磁吸件和塔內磁吸件接入電路組件，該電路組件包括電纜、掛扣、布線環形裝置，塔體內布設有電纜，塔體的內壁、爬梯和拉索上設置有掛扣，該掛扣上設置有布線環形裝置，該布線環形裝置上布置有若干電纜夾緊套，布線過程中將塔體內的電纜壓入每個電纜夾緊套的凹槽內，確保電纜緊密且平行地貼附于塔體的內壁上，從而實現高效且穩固的布線布局。
13、作為優選的技術方案，所述電纜與磁流變慣容阻尼器內的勵磁線圈、梯內磁吸件和塔內磁吸件連接，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，該子結構包括設置于塔體內的爬梯(1)、形狀記憶合金彈簧(2)和磁流變慣容阻尼器(3)，所述爬梯(1)內設置有梯內磁吸件(5)，塔體的內壁上設置有塔內磁吸件(6)，通過磁吸將爬梯(1)吸附于塔體的內壁一側，所述形狀記憶合金彈簧(2)與塔頂和爬梯(1)連接，所述磁流變慣容阻尼器(3)通過拉索(9)與爬梯(1)和塔底連接；
2.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述形狀記憶合金彈簧(2)的材質選自鎳鈦基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述爬梯(1)的兩側中空立桿內設置有梯內磁吸件(5)，塔體的內壁上于梯內磁吸件(5)的相對位置設置有塔內磁吸件(6)，通過塔內磁吸件(6)吸附梯內磁吸件(5)將爬梯(1)連接至塔體；
4.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述磁流變慣容阻尼器(3)包括內套筒(7)和外套筒(8)，所述內套筒(7)伸入外套筒(8)內，
5.根據權利要求4所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述飛輪(10)的兩側均設置有推力球軸承(13)，該推力球軸承(13)套設于滾珠絲桿(11)上，所述推力球軸承(13)的軸承緊環與飛輪(10)連接，軸承松環與限位板連接。
6.根據權利要求4所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述滾珠絲桿(11)的兩段螺紋方向相反的螺紋段分別套設有至少一對飛輪(10)。
7.根據權利要求4所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述內套筒(7)伸入的部分上設置有內活塞(14)，所述內套筒(7)和外套筒(8)之間的空腔內充滿磁流變液(16)，所述外套筒(8)內于內活塞(14)的相對位置設置有勵磁線圈(17)，所述磁流變液(16)在內活塞(14)的擠壓下通過內活塞(14)和勵磁線圈(17)之間的阻尼通道。
8.根據權利要求7所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述外套筒(8)內于內套筒(7)和外套筒(8)之間的空腔的壁面外沿軸向環繞開設有螺旋管道(18)，所述磁流變液(16)于空腔和螺旋管道(18)內循環流動。
9.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述爬梯(1)的頂部和底部與塔體的接觸面之間均設置有墊板(4)，該墊板(4)的材質選自聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、聚氨酯中的一種或多種。
10.一種單管塔減振方法，其特征在于，該方法使用如權利要求1至9中任一項所述的子結構進行單管塔的減振，所述方法包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，該子結構包括設置于塔體內的爬梯(1)、形狀記憶合金彈簧(2)和磁流變慣容阻尼器(3)，所述爬梯(1)內設置有梯內磁吸件(5)，塔體的內壁上設置有塔內磁吸件(6)，通過磁吸將爬梯(1)吸附于塔體的內壁一側，所述形狀記憶合金彈簧(2)與塔頂和爬梯(1)連接，所述磁流變慣容阻尼器(3)通過拉索(9)與爬梯(1)和塔底連接；
2.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述形狀記憶合金彈簧(2)的材質選自鎳鈦基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述爬梯(1)的兩側中空立桿內設置有梯內磁吸件(5)，塔體的內壁上于梯內磁吸件(5)的相對位置設置有塔內磁吸件(6)，通過塔內磁吸件(6)吸附梯內磁吸件(5)將爬梯(1)連接至塔體；
4.根據權利要求1所述的一種爬梯懸吊型磁流變吸振子結構，其特征在于，所述磁流變慣容阻尼器(3)包括內套筒(7)和外套筒(8)，所述內套筒(7)伸入外套筒(8)內，所述內套筒(7)露出的一端和外套筒(8)相對的一端分別與拉索(9)連接，所述內套筒(7)伸入的一端上設置有外活塞(15)，所述外活塞(15)內于內套筒(7)內固定設置有絲桿螺母(12)，所述外活塞(15)通過絲桿螺母(12)套設于滾珠絲桿(11)上，所述滾珠絲桿(11)轉動設置于外套筒(8)內，所述滾珠絲桿(11)上于內套筒(7)內套設有飛輪(10)，所述內套筒(7)內于飛輪(10)的兩...
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