CN102505768A

CN102505768A - 多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器

Info

Publication number: CN102505768A
Application number: CN2011103183123A
Authority: CN
Inventors: 汪青杰; 张延年; 郑怡
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: CN102505768B

Abstract

本发明是一种多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器，属于建筑结构和机械工程技术领域。它包括超弹性形状记忆合金丝、圆台筒体内固定板、支撑板、外固定板，两个圆台筒体内固定板上分别有8个均匀分布在圆台筒体中部的孔，其中一个圆台筒体内固定板焊接在中分隔板上，8个超弹性形状记忆合金丝安装在圆台筒体内固定板上，加调节螺母；在上、下连接端板开孔，其中1个端板焊接在圆台筒体支撑板和圆台筒体外固定板上。当上端板、下端板相对运动时，6个圆台筒会产生相对位移，16组超弹性形状记忆合金丝部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件的振动，建筑结构起到很好的保护作用。

Description

多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器

技术领域

本发明一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器。

背景技术

金属屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金(shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的。SMA是应用较为广泛的智能材料之一，在高于奥氏体相变结束温度时加卸载，可以提供饱满的滞回曲线并且卸载后没有残余变形，这就是相变伪弹性。美国California的Robert等于1994年研制出一种SMA(形状记忆合金)中心引线型阻尼器。由于智能材料在材料性质上有着普通材料所无法比拟的优点，将其应用到结构振动控制领域会获得优异的控制效果，这也是近年来土木工程中的研究热点。SMA还具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能，加之金属的耐久性和免维护性，所以是土木工程结构振动控制的理想材料。

全金属阻尼器具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等优点。工程结构在地震、风或机械振动等作用下的反应是随机的，无论是从理论分析还是震害现象看，地震地面运动和结构反应都是多维的。中国专利号03111064.9公开了一种名称为“锥形形状记忆合金阻尼器”发明专利，中国专利号200610200568.3公开了一种名称为“混合型形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号200710010925.4公开了一种名称为“自复位超弹性形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号200910011071.0公开了一种名称为“抗扭转自复位铅芯形状记忆合金阻尼器”的发明专利；它们都是单一方向的，或是仅仅能够控制水平方向，并且本身不易实现工程结构的地震、风或机械振动等的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器，主要为了实现对结构的任意水平方向和竖向地震、风或机械振动的耗能控制，又兼有水平、竖直和扭转的自动复位功能，既节省材料，又能充分发挥材料的作用。它包括超弹性形状记忆合金丝、圆台筒体内固定板、圆台筒体支撑板、圆形水平支撑板、圆台筒体外固定板、中分隔板、下连接端板、上连接端板、内固定板锁紧螺母、外固定板锁紧螺母、调节螺杆、调节螺母、内固定板螺孔、外固定板螺孔和连接端板螺孔，其特征在于：在2个圆台筒体内固定板上分别有8个孔，孔均匀分布在圆台筒体中部；将其中1个圆台筒体内固定板焊接在中分隔板上，将8个超弹性形状记忆合金丝安装在圆台筒体内固定板上，采用内固定板锁紧螺母固定；焊接圆形水平支撑板，确定外固定板锁紧螺母的位置，分别将超弹性形状记忆合金丝穿过圆台筒体外固定板，安装调节螺母，将圆台筒体支撑板分别焊接在圆形水平支撑板和圆台筒体外固定板上；在下连接端板和上连接端板开孔，将其中1个端板焊接在圆台筒体支撑板和圆台筒体外固定板上。另一侧重复以上操作，最后对调节螺母进行调节。当上端板、下端板受到水平方向相对运动时，6个圆台筒会产生相对位移，这样，16组超弹性形状记忆合金丝部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件水平任意方向的振动。

当上端板、下端板受到竖直方向相对运动时，6个圆台筒会产生相对位移，16组超弹性形状记忆合金丝同样部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件竖直方向的振动。

当上端板、下端板受到相对扭转运动时，6个圆台筒会产生相对位移，16组超弹性形状记忆合金丝同样部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件竖直方向的振动。

无论是上端板、下端板的相对水平运动、竖向运动，还是上端板、下端板的相对扭转运动，多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器都能提供稳定的阻尼力及自动复位功能。

在遇到地震、风振或机械振动时，利用多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

本发明的效果和优点是能够充分利用形状记忆合金，可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等；不仅能够对任意水平方向的风振和地震进行耗能减震，又能对竖直方向的风振和地震进行耗能减震，同时又具有水平、竖直和扭转的自动复位功能。在遇到地震和风振时，利用多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

附图说明

图1为本发明多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器平面示意图。

图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖面图示意图。

图中：1为超弹性形状记忆合金丝；2为圆台筒体内固定板；3为圆台筒体支撑板；4为圆形水平支撑板；5为圆台筒体外固定板；6为中分隔板；7为下连接端板；8为上连接端板；9为内固定板锁紧螺母；10为外固定板锁紧螺母；11为调节螺杆；12为调节螺母；13为内固定板螺孔；14为外固定板螺孔；15为连接端板螺孔。

具体实施方式

下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。

本发明提出的多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器如图1、图2所示。

整个装置主要由超弹性形状记忆合金丝1、圆台筒体内固定板2、圆台筒体支撑板3、圆形水平支撑板4、圆台筒体外固定板5、中分隔板6、下连接端板7、上连接端板8、内固定板锁紧螺母9、外固定板锁紧螺母10、调节螺杆11、调节螺母12、内固定板螺孔13、外固定板螺孔14和连接端板螺孔15等组成。

首先根据实际工程确定各部件材性和尺寸等。分别在2个圆台筒体内固定板2上开8个孔，孔均匀分布在圆台筒体中部；将其中1个圆台筒体内固定板2焊接在中分隔板6上，将8个超弹性形状记忆合金丝1安装在圆台筒体内固定板2上，采用内固定板锁紧螺母9固定；焊接圆形水平支撑板4，确定外固定板锁紧螺母10的位置，分别将超弹性形状记忆合金丝1穿过圆台筒体外固定板5，安装调节螺母12，将圆台筒体支撑板3分别焊接在圆形水平支撑板4和圆台筒体外固定板5上；在下连接端板7和上连接端板8开孔，将其中1个端板焊接在圆台筒体支撑板3和圆台筒体外固定板5上。另一侧重复以上操作，最后对调节螺母12进行调节。

Claims

1.一种多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器，是由超弹性形状记忆合金丝、圆台筒体内固定板、圆台筒体支撑板、圆形水平支撑板、圆台筒体外固定板、中分隔板、下连接端板、上连接端板、内固定板锁紧螺母、外固定板锁紧螺母、调节螺杆、调节螺母、内固定板螺孔、外固定板螺孔和连接端板螺孔组成，其特征在于：在2个圆台筒体内固定板（2）上分别有8个孔，孔均匀分布在圆台筒体中部；将其中一个圆台筒体内固定板（2）焊接在中分隔板（6）上，将8个超弹性形状记忆合金丝（1）安装在圆台筒体内固定板（2）上，采用内固定板锁紧螺母（9）固定；焊接圆形水平支撑板（4），确定外固定板锁紧螺母（10）的位置，分别将超弹性形状记忆合金丝（1）穿过圆台筒体外固定板（5），安装调节螺母（12），将圆台筒体支撑板（3）分别焊接在圆形水平支撑板（4）和圆台筒体外固定板（5）上；在下连接端板（7）和上连接端板（8）开孔，将其中一个端板焊接在圆台筒体支撑板（3）和圆台筒体外固定板（5）上, 另一侧重复以上操作，最后对调节螺母（12）进行调节。