JPH0953679A - バネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置 - Google Patents
バネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置Info
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- JPH0953679A JPH0953679A JP20704995A JP20704995A JPH0953679A JP H0953679 A JPH0953679 A JP H0953679A JP 20704995 A JP20704995 A JP 20704995A JP 20704995 A JP20704995 A JP 20704995A JP H0953679 A JPH0953679 A JP H0953679A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 制振力を変化できる制振装置を提供する。
【解決手段】 被制振構造物F上に設けた下部構造12
上に柱体11を介して上部構造10を支持して枠体10
Aを形成し、下部構造12側に設けたガイドレール22
に沿って直動マス18を水平方向に移動可能に支持し、
上部構造10に揺動アーム15の上端を枢支し、その下
端と前記直動マス18との間を横向きの連結アーム16
を介して支持し、更に前記枠体10Aと揺動アーム15
との間に直動マス18を所定の位置に復元させるための
バネ32を設け、前記直動マス18を被制振構造物Fの
揺れに関する信号によって駆動する駆動装置を設けたバ
ネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置。
上に柱体11を介して上部構造10を支持して枠体10
Aを形成し、下部構造12側に設けたガイドレール22
に沿って直動マス18を水平方向に移動可能に支持し、
上部構造10に揺動アーム15の上端を枢支し、その下
端と前記直動マス18との間を横向きの連結アーム16
を介して支持し、更に前記枠体10Aと揺動アーム15
との間に直動マス18を所定の位置に復元させるための
バネ32を設け、前記直動マス18を被制振構造物Fの
揺れに関する信号によって駆動する駆動装置を設けたバ
ネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は直動マスを用いた制
振装置、より詳しくは、塔や橋梁、あるいは高層構造物
のような比較的高層の構造物の振動を抑制する場合にお
いて好適なバネ付振子式アームを用いた直動マス型制振
装置に関するものである。
振装置、より詳しくは、塔や橋梁、あるいは高層構造物
のような比較的高層の構造物の振動を抑制する場合にお
いて好適なバネ付振子式アームを用いた直動マス型制振
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高層構造物の振動を抑制するために用い
られる制振装置としては種々の方式が提案実施されてい
るが、特に高層ビルや長大吊橋における主塔のような高
層構造物においては、一般にマス(重錘)を用いた方式
の制振装置が採用されている。そしてこのマスを用いた
制振について説明すると、図4(A)に示すように垂直
アーム1の下端にマス2を取付け、このマス2の下面を
円弧状のガイド面3に形成し、このガイド面3をローラ
3aで支持して往復移動可能な如く構成するとともに垂
直アーム1と植立部材4との間に復元用バネ5を配置し
た、所謂振り子方式のものがある。また、図4(B)に
示すようにマス2をレール6に沿って移動可能に配置
し、このマス2と植立部材7間に復元用バネ5を配置し
たバネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置があ
る。
られる制振装置としては種々の方式が提案実施されてい
るが、特に高層ビルや長大吊橋における主塔のような高
層構造物においては、一般にマス(重錘)を用いた方式
の制振装置が採用されている。そしてこのマスを用いた
制振について説明すると、図4(A)に示すように垂直
アーム1の下端にマス2を取付け、このマス2の下面を
円弧状のガイド面3に形成し、このガイド面3をローラ
3aで支持して往復移動可能な如く構成するとともに垂
直アーム1と植立部材4との間に復元用バネ5を配置し
た、所謂振り子方式のものがある。また、図4(B)に
示すようにマス2をレール6に沿って移動可能に配置
し、このマス2と植立部材7間に復元用バネ5を配置し
たバネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記したよう
な制振装置には問題がある。即ち、前者の振り子方式に
おいては円弧状のガイド面3を有するマス2を特別に製
作しなければならないばかりでなく、理論的にもマス2
の振動による非線形性を考慮に入れなければならずま
た、高振動数かつ大振幅(長ストローク)の振動に対応
できないものであった。
な制振装置には問題がある。即ち、前者の振り子方式に
おいては円弧状のガイド面3を有するマス2を特別に製
作しなければならないばかりでなく、理論的にもマス2
の振動による非線形性を考慮に入れなければならずま
た、高振動数かつ大振幅(長ストローク)の振動に対応
できないものであった。
【0004】特に近来高層構造物を建造する場合、その
建造途中から振動の抑制が必要とされている。この場
合、当然のことながら高層構造物の高さが次第に変化す
ることから振動の抑制力をその高さに応じて変化させる
ためにバネ定数を変化させる方法があるが、この振り子
方式においては復元用バネ5の取付高さを低くした場
合、マス2が往復運動するとその運動端においてバネ5
と干渉することになり、これを避けるためにこのマス2
の運動範囲を大きくすることができないという問題があ
る。振動の抑制力を変化させる方法には駆動装置の容量
を大きくする方法もあるが、特殊の仕様となる場合が多
く、高価でスペースも必要となるという問題がある。
建造途中から振動の抑制が必要とされている。この場
合、当然のことながら高層構造物の高さが次第に変化す
ることから振動の抑制力をその高さに応じて変化させる
ためにバネ定数を変化させる方法があるが、この振り子
方式においては復元用バネ5の取付高さを低くした場
合、マス2が往復運動するとその運動端においてバネ5
と干渉することになり、これを避けるためにこのマス2
の運動範囲を大きくすることができないという問題があ
る。振動の抑制力を変化させる方法には駆動装置の容量
を大きくする方法もあるが、特殊の仕様となる場合が多
く、高価でスペースも必要となるという問題がある。
【0005】一方、後者の直動マス方式においては、大
振幅の振動に対応する場合、復元用バネ5の振幅が大き
いものが必要であることから、著しく高価なバネあるい
はバネ定数の小さなバネが多数必要となる。また、復元
用バネ5のバネ定数の変化は困難であり、そのため振動
数が大きく変化する構造物に対する安価な制振装置を提
供することができなかったのである。
振幅の振動に対応する場合、復元用バネ5の振幅が大き
いものが必要であることから、著しく高価なバネあるい
はバネ定数の小さなバネが多数必要となる。また、復元
用バネ5のバネ定数の変化は困難であり、そのため振動
数が大きく変化する構造物に対する安価な制振装置を提
供することができなかったのである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の制振
装置の問題点を解決するためになされたものであって、
被制振構造物F上に設けた下部構造12上に柱体11を
介して上部構造10を支持して枠体10Aを形成し、下
部構造12側に設けたガイドレール22に沿って直動マ
ス18を水平方向に移動可能に支持し、上部構造10に
揺動アーム15の上端を枢支し、その下端と前記直動マ
ス18との間を横向きの連結アーム16を介して支持
し、更に前記枠体10Aと揺動アーム15との間に直動
マス18を所定の位置に復元させるためのバネ32を設
け、前記直動マス18を被制振構造物Fの揺れに関する
信号によって駆動する駆動装置を設けた直動マスを用い
た制振装置を提供するものである。
装置の問題点を解決するためになされたものであって、
被制振構造物F上に設けた下部構造12上に柱体11を
介して上部構造10を支持して枠体10Aを形成し、下
部構造12側に設けたガイドレール22に沿って直動マ
ス18を水平方向に移動可能に支持し、上部構造10に
揺動アーム15の上端を枢支し、その下端と前記直動マ
ス18との間を横向きの連結アーム16を介して支持
し、更に前記枠体10Aと揺動アーム15との間に直動
マス18を所定の位置に復元させるためのバネ32を設
け、前記直動マス18を被制振構造物Fの揺れに関する
信号によって駆動する駆動装置を設けた直動マスを用い
た制振装置を提供するものである。
【0007】そして好ましくは、復元用バネの取付位置
を上下方向に調整可能なように構成して制振力を変化さ
せるように構成している。この直動マスを用いた制振装
置によれば、直動マス18はガイドレール22に沿って
水平方向に移動するとともに、直動マス18の復元力は
揺動アーム15及び横向きの連結アーム16経て伝達さ
れる復元用のバネ32のバネ力により与えられるため、
大きな振幅に対しても、バネとマスの干渉がなく、かつ
マスの回転慣性の影響がないため高振動数に調整でき
る。
を上下方向に調整可能なように構成して制振力を変化さ
せるように構成している。この直動マスを用いた制振装
置によれば、直動マス18はガイドレール22に沿って
水平方向に移動するとともに、直動マス18の復元力は
揺動アーム15及び横向きの連結アーム16経て伝達さ
れる復元用のバネ32のバネ力により与えられるため、
大きな振幅に対しても、バネとマスの干渉がなく、かつ
マスの回転慣性の影響がないため高振動数に調整でき
る。
【0008】更に、このバネ32の取付位置を調整して
揺動アーム15への作用点を変更することにより容易に
バネ定数を変化させて制振力を高層構造物の振動数に応
じて調整することができる。また、図1のような引張バ
ネ2本を対で用いるのではなく、切替式の圧縮バネを用
いれば1本のバネで復元力を作用させることができ、調
整もより簡単になる。
揺動アーム15への作用点を変更することにより容易に
バネ定数を変化させて制振力を高層構造物の振動数に応
じて調整することができる。また、図1のような引張バ
ネ2本を対で用いるのではなく、切替式の圧縮バネを用
いれば1本のバネで復元力を作用させることができ、調
整もより簡単になる。
【0009】特に本発明においては、揺動アーム15の
下部に直動マス18上のブラケット19を設けることな
く、横向きの連結アーム16を介して直動マス18と連
結し、更に直動マス18を水平方向に往復移動させるよ
うに構成していることから、従来の装置のように部材同
士が干渉することがなく、短いアームに大きなバネを装
着できるため装置高を低く構成できる。更にマスの上下
方向成分が発生しないことから理論的にもシンプルにな
る。また、バネ32を揺動アーム15に沿って上下に移
動させることができるので、復元力を大きく変更するこ
とができる。
下部に直動マス18上のブラケット19を設けることな
く、横向きの連結アーム16を介して直動マス18と連
結し、更に直動マス18を水平方向に往復移動させるよ
うに構成していることから、従来の装置のように部材同
士が干渉することがなく、短いアームに大きなバネを装
着できるため装置高を低く構成できる。更にマスの上下
方向成分が発生しないことから理論的にもシンプルにな
る。また、バネ32を揺動アーム15に沿って上下に移
動させることができるので、復元力を大きく変更するこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図1ないし図3を参照して本
発明によるバネ振子式アームを用いた直動マス型制振装
置Mの実施例を説明する。図1は制振装置Mの正面図、
図2は図1のA−A矢視断面図、図3は要部構造を示す
側面図である。これらの図において被制振構造物F上に
設けた下部構造12上に4本の柱体11を植立し、その
上端部に上部構造10を支持して枠体10Aを形成し、
この上部構造10の中央部の下面に設けた軸受13に支
持した軸14によって揺動アーム15を、垂直面内で揺
動するように設け、更にこの揺動アーム15の下端に横
向き(水平方向)に配置した連結アーム16の一端を軸
17を介して連結し、他端を重錘、即ち直動マス18の
上部に設けたブラケット19に軸20を介して連結して
いる。
発明によるバネ振子式アームを用いた直動マス型制振装
置Mの実施例を説明する。図1は制振装置Mの正面図、
図2は図1のA−A矢視断面図、図3は要部構造を示す
側面図である。これらの図において被制振構造物F上に
設けた下部構造12上に4本の柱体11を植立し、その
上端部に上部構造10を支持して枠体10Aを形成し、
この上部構造10の中央部の下面に設けた軸受13に支
持した軸14によって揺動アーム15を、垂直面内で揺
動するように設け、更にこの揺動アーム15の下端に横
向き(水平方向)に配置した連結アーム16の一端を軸
17を介して連結し、他端を重錘、即ち直動マス18の
上部に設けたブラケット19に軸20を介して連結して
いる。
【0011】下部構造12上に支持台21を設け、この
支持台21上に2本のガイドレール22を平行に設け、
このガイドレール22によって直動マス18の下部に設
けたローラあるいはスライド部材等の支持体23を案内
して直動マス18を水平方向に往復移動するようにして
いる。そして柱体11に設けた側板31と揺動アーム1
5の両面に設けた側板15aとの間に復元用バネ32を
それぞれ設け、直動マス18が所定の位置に復元するよ
うにバネ力を与えている。
支持台21上に2本のガイドレール22を平行に設け、
このガイドレール22によって直動マス18の下部に設
けたローラあるいはスライド部材等の支持体23を案内
して直動マス18を水平方向に往復移動するようにして
いる。そして柱体11に設けた側板31と揺動アーム1
5の両面に設けた側板15aとの間に復元用バネ32を
それぞれ設け、直動マス18が所定の位置に復元するよ
うにバネ力を与えている。
【0012】前記側板15aには上下方向に複数の取付
孔15bを設け、更に側板31にも上下方向に複数の取
付孔31aを設けてバネ32を矢印S−S’に示す上下
方向の取付位置を調整して揺動アーム15に対するバネ
32の作用点を変更して揺動アーム15に作用するバネ
力を変化させるように構成している。また、図3に示す
ように下部構造12上に設けたモータ25の軸をカップ
リング26を介して軸27に連結し、この軸27に設け
た歯車28を前記直動マス18の中央下面に設けたラッ
ク29に噛合させて、モータ25によって直動マス18
に所定の方向と移動速度を与えるようになっている。図
2に示すようにこの直動マス18はガイドレール22に
案内された水平方向に往復運動できるが、その運動の終
端部にダンパー36を設けて直動マス18を運動端で受
けて停止するようにしている。
孔15bを設け、更に側板31にも上下方向に複数の取
付孔31aを設けてバネ32を矢印S−S’に示す上下
方向の取付位置を調整して揺動アーム15に対するバネ
32の作用点を変更して揺動アーム15に作用するバネ
力を変化させるように構成している。また、図3に示す
ように下部構造12上に設けたモータ25の軸をカップ
リング26を介して軸27に連結し、この軸27に設け
た歯車28を前記直動マス18の中央下面に設けたラッ
ク29に噛合させて、モータ25によって直動マス18
に所定の方向と移動速度を与えるようになっている。図
2に示すようにこの直動マス18はガイドレール22に
案内された水平方向に往復運動できるが、その運動の終
端部にダンパー36を設けて直動マス18を運動端で受
けて停止するようにしている。
【0013】更に図2に示すように直動マス18の側方
にスケール33を設け、この直動マス18の側部に延長
したアーム35の先端に設けたセンサー34を前記スケ
ール33に沿って移動させながらこの直動マス18の運
動距離を検知できるように構成している。この制振装置
Mを使用する際には、塔や橋梁や高層構造物等の被制振
構造物Fの所定の位置(振幅の大きい場所)に制振装置
Mを配置し、更にこの被制振構造物Fの揺れを感知する
ための速度センサーを設け、この速度センサーからの信
号を受け、これをコンピュータで処理してサーボドライ
バーを駆動し、これの出力によって前記モータ25の速
度と回転方向を制御して高層構造物等の振動を抑制する
ようになっている。
にスケール33を設け、この直動マス18の側部に延長
したアーム35の先端に設けたセンサー34を前記スケ
ール33に沿って移動させながらこの直動マス18の運
動距離を検知できるように構成している。この制振装置
Mを使用する際には、塔や橋梁や高層構造物等の被制振
構造物Fの所定の位置(振幅の大きい場所)に制振装置
Mを配置し、更にこの被制振構造物Fの揺れを感知する
ための速度センサーを設け、この速度センサーからの信
号を受け、これをコンピュータで処理してサーボドライ
バーを駆動し、これの出力によって前記モータ25の速
度と回転方向を制御して高層構造物等の振動を抑制する
ようになっている。
【0014】なお、前記図面は小型の装置を示してお
り、垂直方向に設けた揺動アーム15と、この揺動アー
ム15の下部に一端を連結した横方向、特に水平方向に
向けた連結アーム16を介して直動マス18と連結し、
この直動マス18をガイドレール22によって水平方向
に案内するように構成し、この直動マス18を元の位置
に復元するためのバネ32を設け、更に直動マス18に
水平方向に移動させるための駆動源を設けた点に特徴が
ある。
り、垂直方向に設けた揺動アーム15と、この揺動アー
ム15の下部に一端を連結した横方向、特に水平方向に
向けた連結アーム16を介して直動マス18と連結し、
この直動マス18をガイドレール22によって水平方向
に案内するように構成し、この直動マス18を元の位置
に復元するためのバネ32を設け、更に直動マス18に
水平方向に移動させるための駆動源を設けた点に特徴が
ある。
【0015】なお、実際に使用される装置においては、
前記基本構造をベースにして大きな制振力を発生するよ
うに大型に設計した装置が使用される。前記構成のバネ
付振子式アームを用いた直動マス型制振装置Mにおいて
は、被制振構造物Fが風力等の外力によりf−f′方向
へ振動する場合において直動マス18はバネ32のバネ
力、即ち復元力の作用によって逆位相となるようガイド
レール22に沿ってd−d′方向へ移動する。更に被制
振構造物Fに設けたセンサーの信号を受けてコンピュー
タ処理され、その出力によってサーボドライバーを駆動
し、それによってモータ25を駆動して直動マス18を
付勢して被制振構造物Fの振動を抑制することができる
のである。
前記基本構造をベースにして大きな制振力を発生するよ
うに大型に設計した装置が使用される。前記構成のバネ
付振子式アームを用いた直動マス型制振装置Mにおいて
は、被制振構造物Fが風力等の外力によりf−f′方向
へ振動する場合において直動マス18はバネ32のバネ
力、即ち復元力の作用によって逆位相となるようガイド
レール22に沿ってd−d′方向へ移動する。更に被制
振構造物Fに設けたセンサーの信号を受けてコンピュー
タ処理され、その出力によってサーボドライバーを駆動
し、それによってモータ25を駆動して直動マス18を
付勢して被制振構造物Fの振動を抑制することができる
のである。
【0016】そして建築中の高層構造物のように高さが
順次高くなるような場合には振動数が低くなるが、これ
に合わせて取付孔15b、31aの位置を変えてバネ3
2の取付け位置を次第に上方へ変位させることによって
振動数を調整し、駆動装置の容量を大きくしないで所定
の制振力を得ることができる。なお、図示していない
が、前記取付孔15bと31aを複数個設ける代わりに
ガイドに案内されるスライド部材と、このスライド部材
を駆動するネジ棒を使用してバネ32の取付位置を変化
させることも可能であり、この場合には被制振構造物F
の振幅に合わせた最適の制振力を与えることができる。
順次高くなるような場合には振動数が低くなるが、これ
に合わせて取付孔15b、31aの位置を変えてバネ3
2の取付け位置を次第に上方へ変位させることによって
振動数を調整し、駆動装置の容量を大きくしないで所定
の制振力を得ることができる。なお、図示していない
が、前記取付孔15bと31aを複数個設ける代わりに
ガイドに案内されるスライド部材と、このスライド部材
を駆動するネジ棒を使用してバネ32の取付位置を変化
させることも可能であり、この場合には被制振構造物F
の振幅に合わせた最適の制振力を与えることができる。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるバネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置
によれば、大振幅の振動をも抑制することができるばか
りでなく、バネの取付位置を調整することにより系のバ
ネ定数を容易に修正することができ、小さな駆動装置で
振動数の変化のある構造物の制振装置としても利用でき
るという効果がある。
によるバネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置
によれば、大振幅の振動をも抑制することができるばか
りでなく、バネの取付位置を調整することにより系のバ
ネ定数を容易に修正することができ、小さな駆動装置で
振動数の変化のある構造物の制振装置としても利用でき
るという効果がある。
【図1】本発明による制振装置の正面図である。
【図2】図1のA−A矢視平面図である。
【図3】図3は図1の要部を示す側面図である。
【図4】(a)、(b)は従来の制振装置の概略側面図
である。
である。
10 上部構造 11 柱体 12 下部構造
13 軸受 15 揺動アーム 16 連結アーム 18 直動
マス 19 ブラケット 21 支持台 22 ガイドレ
ール 23 支持体 25 モータ 28 歯車 29 ラック 31
側板 32 復元用バネ 33 スケール 34 センサ
ー 35 アーム 36 ダンパー
13 軸受 15 揺動アーム 16 連結アーム 18 直動
マス 19 ブラケット 21 支持台 22 ガイドレ
ール 23 支持体 25 モータ 28 歯車 29 ラック 31
側板 32 復元用バネ 33 スケール 34 センサ
ー 35 アーム 36 ダンパー
フロントページの続き (72)発明者 南 真和 千葉県市原市八幡海岸通1番地 三井造船 株式会社千葉事業所内
Claims (2)
- 【請求項1】 被制振構造物F上に設けた下部構造12
上に柱体11を介して上部構造10を支持して枠体10
Aを形成し、下部構造12側に設けたガイドレール22
に沿って直動マス18を水平方向に移動可能に支持し、
上部構造10に揺動アーム15の上端を枢支し、その下
端と前記直動マス18との間を横向きの連結アーム16
を介して支持し、更に前記枠体10Aと揺動アーム15
との間に直動マス18を所定の位置に復元させるための
バネ32を設け、前記直動マス18を被制振構造物Fの
揺れに関する信号によって駆動する駆動装置を設けたバ
ネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置。 - 【請求項2】 揺動アーム15と枠体10Aとの間に配
置される復元用バネ32の取付位置を、上下方向に調整
可能に構成した請求項1記載のバネ付振子式アームを用
いた直動マス型制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20704995A JPH0953679A (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | バネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20704995A JPH0953679A (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | バネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953679A true JPH0953679A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16533367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20704995A Pending JPH0953679A (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | バネ付振子式アームを用いた直動マス型制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953679A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002286088A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制振装置 |
| CN106381941A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-02-08 | 河南理工大学 | 一种含有碰撞阻尼耗能装置的形状记忆合金弹簧吸振器 |
| CN106988592A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-07-28 | 东南大学 | 一种摆动式调谐质量阻尼器装置 |
| CN107965543A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-04-27 | 天津理工大学 | 一种多弦式非光滑非线性吸振器 |
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1995
- 1995-08-14 JP JP20704995A patent/JPH0953679A/ja active Pending
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