多层板式电涡流阻尼器构型与磁路优化分析

汪志昊， 李国豪， 田文文， 郜 辉， 张新中

(1. 华北水利水电大学 土木与交通学院， 郑州 450045； 2. 大连理工大学 建设工程学部， 大连 116024)

板式电涡流阻尼器(PECD)作为调谐质量阻尼器(TMD)的耗能元件已在结构振动控制领域得到推广应用[1-6]。Sodano等[7]较早提出了一种由双永磁体、单涡流板组成的单层PECD构型，但其主磁感应强度与导体切割磁感线方向相同，耗能效率相对较低。Wang等[8-10]面向电涡流TMD开发提出了由永磁体与单块导体铜板构成的外置式单层PECD。汪志昊等[11]为解决电涡流TMD的漏磁严重与横向尺寸过大等问题，发展了一种内置式单层PECD。外置式与内置式单层PECD的主磁感应强度均与导体切割磁感线方向垂直，材料用量一定时，阻尼器耗能效率均优于文献[7]提出的单层PECD构型。

为提高PECD耗能效率及材料利用率，肖登红等[12]提出了一种由单永磁体、双涡流板组成的双层PECD。Zuo等[13]研发了一种基于多极磁路的单排式多层PECD样机，有限元仿真与试验结果均表明PECD耗能效率得到有效提升。二者构型典型区别在于：前者将永磁体置于2块涡流板中间，双涡流板叠加产生电涡流阻尼力，主磁感应强度与导体切割磁感线方向相同；而后者永磁体置于每块导体板两侧，主磁感应强度与导体切割磁感线方向垂直。

PECD的构型与磁路优化是提升电涡流阻尼器耗能效率的重要手段[14-16]。汪志昊等[10-11]采用二维电磁场有限元分析软件FEMM，以主磁感应强度为性能指标，分别对外置式与内置式单层PECD开展了磁路优化分析。……