一種抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(tái)整體運(yùn)動(dòng)的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，由兩個(gè)L型垂直管段、兩個(gè)以上的U型水平管段、直線型水平管段和節(jié)流孔板通過(guò)接頭連接而成,各個(gè)管段首尾依次串聯(lián)連接，所述節(jié)流孔板設(shè)置在各管段連接處，L型垂直管段設(shè)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(yùn)動(dòng)方向，從而在保證阻尼器總長(zhǎng)度一定的條件下極大減少了水平占地長(zhǎng)度，直線型水平管段用于連接各個(gè)U型水平管段和L型垂直管段，從而進(jìn)一步微調(diào)阻尼器的水平占地長(zhǎng)度；所述阻尼器的水平占地長(zhǎng)度小于阻尼器水平段總長(zhǎng)度。該阻尼器的水平段包含了多個(gè)蛇形彎曲，使原本很長(zhǎng)水平方向上占地長(zhǎng)度縮短，而且仍然具有良好的運(yùn)動(dòng)抑制效果。
【專利說(shuō)明】一種抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]高層建筑、海洋平臺(tái)等高聳式建筑結(jié)構(gòu)在外載荷的作用下會(huì)產(chǎn)生較明顯的整體運(yùn)動(dòng)。通過(guò)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、增大結(jié)構(gòu)尺度來(lái)抑制整體運(yùn)動(dòng)勢(shì)必會(huì)大幅增加成本，因此添加減振設(shè)備無(wú)疑是更好的抑制此類建筑運(yùn)動(dòng)的方式。其中被動(dòng)控制減振裝置在大型工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)抑制上的應(yīng)用比較多，它往往通過(guò)耗能和吸能的方式達(dá)到減振目的。為了減少風(fēng)載荷產(chǎn)生的振動(dòng)，基于被動(dòng)控制的減振裝置已經(jīng)在高層建筑中得到了較多應(yīng)用；而在作業(yè)環(huán)境更加復(fù)雜的海洋浮式平臺(tái)上，目前來(lái)看運(yùn)動(dòng)抑制裝置還鮮有應(yīng)用。海洋浮式平臺(tái)處于離岸較遠(yuǎn)的深水區(qū)域，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。其整體運(yùn)動(dòng)，特別是水平運(yùn)動(dòng)振幅較大，這對(duì)于提高鉆采作業(yè)效率、平臺(tái)安全性和疲勞壽命都會(huì)帶來(lái)不利影響。由于浮式平臺(tái)基本特性和有關(guān)參數(shù)與陸上高層建筑差別較大，因此無(wú)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(tái)整體運(yùn)動(dòng)抑制的減振裝置。
[0003]考慮到浮式平臺(tái)可以承受的有效載荷極其有限而且平臺(tái)上的空間也非常局促，減振裝置只有和平臺(tái)上現(xiàn)有的設(shè)備緊密結(jié)合在一起才能得在實(shí)際工況中發(fā)揮作用。調(diào)諧液柱阻尼器（下面簡(jiǎn)稱TIXD)是一種可以有效抑制大型結(jié)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的被動(dòng)式減振設(shè)備。TIXD的主體是一個(gè)U型水槽，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)水平方向的整體運(yùn)動(dòng)起到良好的抑制作用。因此，浮式平臺(tái)上現(xiàn)有的裝置如儲(chǔ)油設(shè)備、儲(chǔ)淡水設(shè)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(jìn)而起到抑制平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的效果。此外，TLCD還具有制作成本低廉，安裝和維護(hù)非常方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]調(diào)諧液柱阻尼器的工作原理為：當(dāng)主結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，主結(jié)構(gòu)的部分能量會(huì)傳遞給液柱，引起液柱的晃蕩運(yùn)動(dòng)從而改善主結(jié)構(gòu)的動(dòng)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(huì)更好。TLCD水平段的中間可以安置一個(gè)或多個(gè)節(jié)流孔板。當(dāng)水槽中的液體發(fā)生晃蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)，節(jié)流孔板改變了 TLCD水平段中流過(guò)液體的流量繼而產(chǎn)生阻尼。TIXD中的阻尼不僅會(huì)在液柱運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)主結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的吸能效果而且對(duì)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(zhǎng)度和重力加速度求得
【權(quán)利要求】
1.一種抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：由兩個(gè)L型垂直管段、兩個(gè)以上的U型水平管段、直線型水平管段和節(jié)流孔板通過(guò)接頭連接而成，各個(gè)管段首尾依次串聯(lián)連接，所述節(jié)流孔板設(shè)置在各管段連接處，L型垂直管段設(shè)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(yùn)動(dòng)方向，從而在保證阻尼器總長(zhǎng)度一定的條件下極大減少了水平占地長(zhǎng)度，直線型水平管段用于連接各個(gè)U型水平管段和L型垂直管段，從而進(jìn)一步微調(diào)阻尼器的水平占地長(zhǎng)度；所述阻尼器的水平占地長(zhǎng)度小于阻尼器水平段總長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)的蛇形調(diào)諧液柱阻尼器，其特征在于：所述抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)度大于管段中液柱的總長(zhǎng)度，蛇形調(diào)諧液柱阻尼器的管段總長(zhǎng)度與液柱總長(zhǎng)度之差最好超過(guò)任一垂直段長(zhǎng)度的80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(duì)稱式U型水平管段和非對(duì)稱式U型水平管段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(quán)利要求1所述的抑制浮式平臺(tái)整體運(yùn)動(dòng)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(jī)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(hào)】F16F15/023GK104033533SQ201410217141
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】曾曉輝, 余楊, 張良, 劉青泉, 周濟(jì)福 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所