CN104790552B - 一种高耗能大变形缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高耗能大变形缓冲装置，属于防灾减灾工程领域。所述高耗能大变形缓冲装置的主要构成包括：外壳(1)，形状记忆合金圈(2)，滑槽(3)，梭形爪(4)，损耗层(5)和活动杆(6)，装置整体呈杆柱状；外壳内部有与滑槽数量相对应数量的带空隙的隔断将滑槽和梭形爪均匀间隔开；在隔断之外，由外向内依次安放形状记忆合金圈、滑槽、梭形爪、损耗层和活动杆。本发明所提供的装置具有高阻尼力、大变形范围、低滞变性等优点，能够广范应用在防灾减灾工程领域。

Description

一种高耗能大变形缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种土木工程装置，具体涉及一种高耗能大变形缓冲装置，为结构体在减震、防冲击时使用，属于防灾减灾工程领域。

背景技术

在工程结构体受到地震荷载或冲击荷载时，为了防止结构体的损坏对人民生命和财产造成损失，需采取一定的防护措施。一般工程手段除了采取增强结构体本身强度、优化结构设计的措施外，采用缓冲减震措施能够较好的减轻工程结构体的损坏。目前在土木工程与防灾工程中，有很多方法措施对结构体进行隔震和缓冲，如建筑物的基础隔震装置以及各种工程阻尼装置，土木工程阻尼装置的原理更是多种多样，有摩擦阻力式、塑性变形阻力式、粘性阻力式等。

现有技术方案中，如一种大变形大吨位复合粘弹性阻尼器，是由常用的大变形粘弹性阻尼器和铅挤压阻尼器相结合而构成，中间是大变形粘弹性阻尼器，四周对称布置多个铅挤压阻尼器，各阻尼器的上部分分别于上钢板连接，各阻尼器的下部分分别于下钢板连接，使所有阻尼器连接成一个整体。这种发明特点是克服了粘弹性阻尼器和金属阻尼器的缺点，粘弹性阻尼器的变形相对较小，而金属阻尼器的滞变性，具有耗能大、变形大的特点。但其结构相对较为复杂，实际制造较为繁琐，尤其是多层粘弹性阻尼器的制造较为繁琐，且可靠性较差；且铅挤压阻尼 器的阻尼力在往复荷载的多次挤压摩擦下会发生衰减，在高应力往复摩擦下产生的温度容易使铅因熔点低而易液化，从而使得阻尼力逐渐减小甚至失效；且铅有毒，铅碎屑可能会污染地下水源。

此外，流体阻尼器是本领域研究和应用较广的一种工程阻尼装置。流体阻尼器具有很多种，不仅仅用在土木工程中，在机械、交通等领域也有广泛使用。流体阻尼器的原理是利用流体的粘滞性和流体的液压力作为阻尼力。具有阻尼力均匀，缓和，且变形范围较大的优点，在应对机械震动和冲击时优势突出；流体阻尼器的阻尼力一般来自粘性流体对运动活塞的粘滞力和液压力，通过增加缸体流体流动速率以及接触表面的粗糙度能够增加粘性流体对活塞的粘滞力，而液压力通常通过液压阀和液压泵来控制液体作用在活塞上的力。但大多数流体的粘滞性都相对很小，在土木工程中高达上千、万吨的荷载作用下，流体阻尼器所能提供的阻尼力是可以忽略的；且由于结构相对复杂，生产难度、使用难度都很高，在如缸体的密封性、液压控制机构、泵体安装等会有较大的难度和局限性。

发明内容

本发明针对现有阻尼装置的性能的局限性和复杂度较高的缺陷，提供了一种利用金属塑性变形产生阻尼力的高耗能大变形缓冲装置，主要构成包括：外壳1、形状记忆合金圈2、滑槽3、梭形爪4、损耗层5和活动杆6；装置两端有铰接孔，用以和其他结构连接，整体呈杆柱状；形状记忆合金圈由截面为长方形的形状记忆合金带围绕而成；外壳内部有与滑槽数量相对应数量的隔断将滑槽和梭形爪均匀间隔开，每个隔断 有空隙，形状记忆合金带与所述空隙等宽，空隙对形状记忆合金圈具有约束限位作用，使其能够向径向内部运动，并承受在轴向的作用力，形状记忆合金带从这些空隙贴着表面A 7穿过并绕一圈，形状记忆合金圈与表面B 8之间有预留空间，该预留空间的厚度与损耗层厚度加形状记忆合金圈的最大径缩距离之和相匹配；在隔断外，由外向内依次安放形状记忆合金圈、滑槽、梭形爪、损耗层和活动杆；滑槽内表面呈弧形凹面，在滑槽外表面上有一与形状记忆合金圈内表面相匹配的凹槽，凹槽底面的弧面的轴线方向与滑槽内表面弧形凹面的轴线方向正交，形状记忆合金圈贴着表面A、覆盖在滑槽外表面的凹槽上，将滑槽箍住；梭形爪4为梭形，外表面呈圆弧形，与滑槽3的内表面的曲率相吻合，使得滑槽通过圆弧形滑面对梭形爪有向径向内的挤压力和运动方向相反的推力，梭形爪另一表面具有齿状凸起，两端齿状凸起方向均朝向中心，该齿状凸起对损耗层5的挤压力可使得装置的起动力达到工程设计需要值；损耗层在活动杆的相应预留位置处紧紧贴附；活动杆、损耗层与外壳表面C之间有间隙，可允许活动杆带着损耗层在外壳内部的轴向自由滑动。

根据工程优化设计：

通常滑槽数量为5～9个为宜；滑槽的长度L_h是其内弧面的弦长L_h1的1.1～1.2倍，宽度B_h是其内弧面宽度B_h1的1.2～1.4倍，厚度H_h是内表面弧面高度H_h1的1.5倍；滑槽外表面中部凹槽的长度L_h2为滑槽长度L_h的0.4～0.8倍，与形状记忆合金带的宽度L_hj相匹配，凹槽底面呈弧形，其半径R_h1与形状记忆合金圈的内表面半径R_hj相匹配；梭形爪的圆心角为60°～120°；梭形爪的长度L_s是滑槽长度L_h的1.2倍。

对于形状记忆合金圈的选材，除了应选择较大变形范围，较强恢复应力的材料之外，对于其相变温度，也应该有所选取，如在建筑物基础抗震中，由于振动持续时间可能为几十秒到数百秒，因此应该选择相变温度相对较高的形状记忆合金，一般可取相变温度在300℃到500℃之间的材料；对于支挡结构，由于受到冲击大，单次时间短，因此选择相变温度在70℃到120℃的材料。

本发明所述的外壳和活动杆均可采用类似钢材等工程领域常用的承载材料；形状记忆合金圈为大变形形状记忆合金，如镍钛合金等；滑槽和梭形爪采用硬质合金；损耗层为具有较低屈服点、高延展性、熔点高的物质，如铝、铜、锌等，优选铜。

本发明的高耗能大变形缓冲装置，在装置的两端通过铰接与工程结构物相连接，其工作过程及原理如下：

(1)由于装置通过铰接连接，所以其受力为轴向力，变形也是轴向的伸长或缩短，活动杆与损耗层一体，并可以在装置外壳内部的轴向滑移。

(2)活动杆与损耗层在轴向滑移时，由于梭形爪紧紧压在损耗层的表面，其齿状凸起陷入损耗层中，使得损耗层在滑移时发生塑性变形，活动杆与损耗层在滑移时受到运动阻力，从而产生阻尼力。

(3)梭形爪为梭形，外表面呈圆弧形，与滑槽的内表面弧度相吻合，活动杆与损耗层运动时对梭形爪有轴向滑移力和径向扩展力，使得梭形爪有向活动杆同向的运动趋势，而由于滑槽对梭形爪的约束，通过圆弧形滑面对梭形爪有向径向内的挤压力和运动方向相反的推力；因此梭形爪会紧紧作用在损耗层上，无论装置内部活动杆相对外壳的运动方向是 拉伸还是压缩。

(4)滑槽整体呈长方体，形状记忆合金圈通过滑槽外表面上的凹槽将滑槽卡住，以使滑槽可受到形状记忆合金圈径向的作用，同时，滑槽外形与外壳内部的形状相匹配，在外壳和形状记忆合金圈对滑槽的约束下，只允许滑槽在径向方向有一定的滑移。如此设计是为了：当损耗层在经历一定的运动后，其表面会磨损掉一定的厚度，损耗层与滑槽之间的距离会增大，虽然梭形爪在活动杆的运动中仍会咬紧损耗层，但是在运动方向发生改变时会有一段运动距离是不受滑槽对其挤压力的，因此滑槽在形状记忆合金圈的箍力的作用下能够在径向发生一定的移动，使得梭形爪紧紧挤压在活动杆表面的损耗层中，从而降低了金属阻尼装置的阻尼力的滞变性。

(5)一定数量的滑槽与梭形爪呈现圆周阵列，且滑槽外部有形状记忆合金圈紧紧箍住滑槽，将滑槽、梭形爪都紧紧挤压在损耗层上。安装在装置中的形状记忆合金圈具有以下特点：形状记忆合金在变相温度Ms下(此时为材料分析构型为马氏体)受到安装前的外力张拉产生一定变形，使得直径扩大到设计值，在其温度升高到变相温度时，形状记忆合金的分子构型由马氏体向奥氏体发生不可逆的转变，同时形状记忆合金在变相温度下产生的塑性变形逐渐恢复，记忆合金圈的直径逐渐缩短。记忆合金具有力学性能优良、形状恢复力高、质量较轻等优点，因此，装置中形状记忆合金圈选用变相温度高于环境温度的记忆合金材料制成，在装置的安装制作时，形状记忆合金圈在其变相温度Ms下张拉到可恢复变形的最大周长范围内，且直径尺寸和外壳内部预留直径尺寸相匹配，当安装在工程结构中的装置受到动荷载达到设计大小时，活动杆 和损耗层整体发生相对外壳的运动，损耗层会因梭形爪之间摩擦产生大量的热量，热量传递至形状记忆合金圈中时，使之温度上升，当达到形状记忆合金圈的变相温度时，形状记忆合金圈的马氏体逐渐向奥氏体转变，随着马氏体含量的减少和奥氏体含量的增加，形状记忆合金圈的周长缩短，直径缩小，推压滑槽和梭形爪向径内运动，因此，由于损耗层塑性变形而产生的空隙得以消减，使得梭形爪紧紧挤压在损耗层上。

(6)当损耗层的设计厚度基本损耗完时，装置寿命结束，从工程结构中替换下来可以返厂更换损耗层，重新处理形状记忆合金圈，有必要时更换其他磨损严重零件，随后组合安装后可以重新使用。

本发明提供的高耗能大变形缓冲装置具有以下优点：

(1)具有减缓结构物冲击、振动的作用；

(2)具有高阻尼力，且在设计范围工作量内能保持阻尼力不衰减，一定程度上消除或减轻了金属阻尼器的滞变性；

(3)可以承受大变形；

(4)装置结构紧凑集成性较好，使用可靠且安装方便，无需外接能源；

(5)使用范围较广，在建筑物抗震、防冲击支挡结构中都有能起到显著效果。

附图说明

图1是高耗能大变形缓冲装置三维切剖示意图。

图2是高耗能大变形缓冲装置的轴向II-II剖面图。

图3是高耗能大变形缓冲装置的轴向II-II剖面图a处局部放大图。

图4是高耗能大变形缓冲装置的轴向III-III剖面图。

图5是高耗能大变形缓冲装置的轴向I-I剖面图。

图6是高耗能大变形缓冲装置的横向切剖示意图。

图7是滑槽的三视图。

图8是梭形爪的三视图。

图9是滑槽和梭形爪的尺寸。

图10是装置的径向相关尺寸。

图11是外壳的部分相关尺寸。

图12是高耗能大变形缓冲装置在建筑抗震基础中的应用示例。

图13是装置在建筑抗震基础示例中的局部放大图。

图14是装置在建筑抗震基础示例中的局部俯视图。

图15是装置在挡墙结构中的应用示例的局部俯视图。

图16是装置在挡墙结构中的应用示例的侧剖面图。

附图中的数字标记分别是：1.外壳，2.形状记忆合金圈，3.滑槽，4.梭形爪，5.损耗层，6.活动杆，7.表面A，8.表面B，9.表面C。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

一种高耗能大变形缓冲装置，其三维切剖示意图如图1、图6所示，主要构成包括：外壳1，形状记忆合金圈2，滑槽3，梭形爪4，损耗层5，活动杆6；装置两端有铰接孔，用以和其他结构连接，整体呈杆柱状；如图2-图5所示，形状记忆合金圈由截面为长方形的形状记忆合金带围绕而成，滑槽和梭形爪各有6个，外壳内部有6个带空隙的隔断将滑槽

装置尺寸的优化：

(1)首先：确定装置本身的起动力f_s和运动阻力f_d，可以根据以下经验关系进行估算：f_s＝λ(N+kΔh)，其中k、λ为经验系数，与梭形爪尺寸，实际梭形爪的材料和损耗层的材料密切相关，本领域技术人员通过实验即可测定。N为梭形爪作用在损耗层上于损耗层相垂直的径向力的数值总和。装置在工作状态下的运动阻力f_d＝μN+ηNv²，其中μ为摩阻系数，η为运动阻力系数，μ，η通过实验测定，v为相对运动速率，即活动杆相 对外壳的运动速率，根据使用条件采用统计经验值。

损耗层上受到的径向力N由梭形爪提供，并由滑槽对梭形爪的挤压产生，而滑槽受到径向力N则是由形状记忆合金圈2对其的反作用力产生，因此需要形状记忆合金圈的收缩力达到一定值，对于确定材料的形状记忆合金，其形状记忆合金圈2的形状恢复应力为σ_rc，滑槽和梭形爪一共需要n对，则所需的形状记忆合金圈的截面积可以通过以下公式估算：

因此，形状记忆合金带的厚度h_hj＝A_hj/L_hj。形状记忆合金带宽度L_hj与滑槽3凹槽的长度L_h2相等、还与外壳中空隙的长度L_w2相等。

(2)由工程实际要求确定装置的尺寸，如装置的最大外直径、长度，装置的需求伸长、压缩量。本领域技术人员可根据工程现场设计尺寸确定装置的大致直径范围，再由装置外壳的厚度h_wa确定记忆合金圈的半径R_hj。根据已有的滑槽的尺寸可以确定滑槽的数量n，通过公式 一般为5-9个为宜。

由此可以确定装置的横截面的尺寸半径关系：形状记忆合金圈2的内半径R_hj，外壳1表面A与表面B之间的距离减去形状记忆合金带2厚度的距离为S₁，与损耗层5的厚度S₂之间的关系为：

式中ξ为形状记忆合金的收缩系数，为材料的固有属性。此时，外壳表面B的半径R_wb为R_hj-S₁，外壳表面C的半径R_wc为R_hj-H_h，外壳中的空隙的宽度L_w3＝h_hj+S₁。损耗层半径活动杆的 半径R_hg＝R_sh-S₂。

(3)滑槽、梭形爪与外壳的相关关键尺寸的确定。

滑槽3外轮廓整体呈长方体，内表面呈弧形凹面，其半径R_h2与梭形爪4的外表面弧形的半径R_s1相等。滑槽3长度L_h是其内弧面的弦长L_h1的1.1～1.2倍，宽度B_h是其内弧面宽度B_h1的1.2～1.4倍，厚度H_h是内表面弧面高度H_h1的1.5倍。滑槽外表面中部有凹槽，凹槽的长度L_h2为滑槽长度L_h的0.4～0.8倍，与形状记忆合金带的宽度L_hj相匹配，凹槽底面呈弧形，其半径R_h1与形状记忆合金圈2的内表面半径R_hj相匹配，滑槽外表面中部凹槽底面的弧面的轴线方向与滑槽内表面弧形凹面的轴线方向正交。由研究发现，滑槽数量n为5～9个为宜，在装置的截面上呈圆形辐射状阵列分布。

梭形爪侧面呈梭形，外表面为圆弧面，内表面沿圆弧面的弦线且为齿状凸起面，梭形爪长宽比推荐为L_S∶B_s＝4∶1～5∶1，宽度B_s与滑槽3的内宽度B_h1相对应，外表面的圆弧面对应的圆心角的范围为60～120°为宜，宽高比B_s∶H_s由圆心角就可以确定，内表面上的齿状凸起高度L_s4为10mm～20mm，宽度L_s5＝L_s4。齿状凸起有两种，一种侧投影呈直角梯形，尺寸为L_s2∶L_S3∶L_s4＝1∶1.62∶1.62，另一种侧投影呈等腰梯形，尺寸为L_s1＝L_s-12L_s2-14L_s3，齿状凸起的倾斜方向在梭形爪两端相反，且轴对称。活动杆、损耗层与外壳表面C之间有间隙，以保证活动杆可以在外壳内部滑动，因此梭形爪的长度L_s大于滑槽长度L_h，梭形爪的长度L_s是滑槽长度L_h的1.2倍为宜。

滑槽3的宽度B_h与外壳1内预留空间宽度B_w相等，长度L_h与外壳中的长度L_w相等，高度H_h与外壳中的深度L_w1相等。对于外壳的厚度h_wa， 其取值为在装置最大工作阻力时，其材料不发生屈服变形的厚度。

如图12所示，将上述高耗能大变形缓冲装置应用在建筑物基础抗震中，建筑物的重量通过基础传递至地基上，在建筑物和基础之间不采用刚性连接，而是通过滚珠将建筑物重量施加在基础之上，这样建筑物有了侧向的运动自由度，而建筑物的侧向约束力则由本装置提供。根据建筑物设计要求，建筑物基础应具有能够抵抗一定侧向荷载的能力，因此，装置能够提供侧向力需要满足抵抗低级别地震和风动力的作用，即装置对基础侧向的抵抗力小于装置本身的起动力f_s在一个方向上的合力。若装置的受力小于起动力，此时不发生相对滑移运动，只是发生微小的弹性变形；而在达到设计强力地震级别时，装置的受力大于起动力，此时发生损耗层塑性滑移变形，装置产生较大的阻尼力f_d，消耗结构震动的能量，减弱结构的振动幅度，避免主体结构被破坏。如图13、14所示，每个基础上在水平两个相互正交的方向上都会布置安装高耗能大变形缓冲装置，当地震加速度达到理论设计加速度a_max时，此时将上部建筑看成一个刚体(此种考虑虽然比较保守，但安全系数偏高，便于估算)，建筑整体质量为M_b，则所需装置的数量和装置的起动力为N_t·f_s＝M_b·a_max，N_t为一个水平方向上装置的个数。在地震加速度超过a_max时，装置产生的摩擦阻力为f_d＝μN+kNv²，由系数μ和k可以确定所需的径向总合力N。而根据工程实际应用需求等确定装置的合金圈直径尺寸R_hj，因此，滑槽的外表面处凹槽的弧形底面的半径为R_h1＝R_hj，形状记忆合金圈内表面距外壳1的表面B的距离S₁又可以通过形状记忆合金圈的收缩系数ξ确定，同时根据所选的梭形爪的凸齿的尺寸L_s4可以得到损耗层的厚度S₂。由此，外壳的尺寸R_wb、R_wc、L_w3以及损耗层外径R_sh、活动杆的半径R_hg都可以确定下来。又由滑槽的尺寸确定滑槽和梭形爪的数量n，由径向总合力N可以确定所需形状记忆合金带的厚度为h_hj，由此外壳的表面A1 的半径R_wa便可以确定。而其他各个零部件的尺寸可以通过前面的几何对应关系获得。

在建筑物的基础减震中，高耗能大变形缓冲装置在安装时的初始状态是损耗层轴向中部位于梭形爪的中部，使得装置无论是拉伸还是压缩都有相等的运动空间。在强震结束后，检查装置是否达到使用极限，根据具体情况更换装置。若建筑物发生较为明显的水平滑移，可以通过千斤顶推回原处。

如图15、16所示，将上述高耗能大变形缓冲装置应用在挡墙结构中。在防灾减灾工程中，防护支挡结构，如交通运输线路旁边的防护网，防护栅栏，挡墙，隧道进出口的防护棚等，都是起到支挡的防护作用。根据实际使用情况，防护网在防护边坡落石中，对于尺度较大的落石不能起到较好的防护作用，且被较大的滚石损坏严重。而挡墙的耐冲击力相对较大，但是由于是刚性结构，允许发生的变形范围非常小，在经历一定的累计冲击荷载后，或一次大尺度、大质量的滚石冲击后，结构会产生破裂甚至直接垮塌。相对于以上情形，本装置在防冲击支挡结构中的优势十分明显，如图15、16所示，由高耗能大变形缓冲装置、钢筋混凝土墙和挡板共同组成挡墙结构，在受到坡体上方来的滚石冲击时，滚石会直接作用于挡板，当挡板对装置的力超过起动力f_s时，装置会发生压缩变形，此时装置对挡板的支挡力和装置对挡墙的合力都为装置的运动阻力f_d的合力，随着装置的变形增加，吸收滚石的动能，减小直至滚石停止运动。此过程中，钢筋混凝土墙的受力则设计为装置对挡墙极限力的合理，远小于滚石直接作用于钢筋混凝土墙上的冲力。为了发挥装置的最大效用，在安装时，装置内的损耗层与活动杆处于装置的最大拉伸 状态。

在挡墙结构中利用高耗能大变形缓冲转置的具体设计原则为：挡墙结构的正常工作支挡力为F_s，当受到的冲击力小于F_s时，挡墙结构中的该装置不需要发生变形，挡墙本身就具有能够阻挡砂和较小石块冲击力的能力。当冲击力大于F_s时，因为挡墙结构中的钢筋混凝土墙刚度较大，允许变形很小，冲击力很大，往往会发生损坏；而高耗能大变形缓冲装置将冲击距离变大，作用时间也延长，使得对挡墙结构中的钢筋混凝土墙的冲击力减弱很多，其大小为设计多个装置的合力f_d＝N_t·f_d，N_t为单块挡板上该装置的安装数量。由于装置本身的运动阻尼力f_d与装置的轴向变形速率相关，因此根据工程实际情况估算出冲击巨石的可能最大速度V_max作为装置的变形速度，则F_d＝N_t·(μN+ηNV₀ ²)，由此可以确定装置内部损耗层上所需压力N。然后，由对装置的起动力f_s和运动阻尼力f_d的要求，并综合工程实际应用需求，确定装置的各个零部件的尺寸，内部滑槽与梭形爪的数量与尺寸。而挡墙结构中的钢筋混凝土墙本身应具有大于等于F_s和F_d中最大的一个的抗弯和抗剪承载力。

Claims (6)

1.一种高耗能大变形缓冲装置，主要构成包括：外壳(1)，形状记忆合金圈(2)，滑槽(3)，梭形爪(4)，损耗层(5)，活动杆(6)；装置两端有铰接孔，整体呈杆柱状；形状记忆合金圈由截面为长方形的形状记忆合金带围绕而成，外壳内部有与滑槽数量相对应数量的带空隙的隔断将滑槽和梭形爪均匀间隔开，在装置的截面上呈圆形辐射状阵列分布；形状记忆合金带与所述空隙等宽，并从这些空隙贴着表面A(7)穿过并绕一圈，与表面B(8)之间有预留空间，该预留空间的厚度与损耗层厚度加形状记忆合金圈的最大径缩距离之和相匹配；在隔断之外，由外向内依次安放形状记忆合金圈、滑槽、梭形爪、损耗层和活动杆；滑槽内表面呈弧形凹面，在滑槽外表面上有一与形状记忆合金圈内表面相匹配的凹槽，凹槽底面的弧面的轴线方向与滑槽内表面弧形凹面的轴线方向正交，形状记忆合金圈贴着表面A、覆盖在滑槽外表面的凹槽上，将滑槽箍住；梭形爪为梭形，外表面呈圆弧形，与滑槽的内表面的曲率相吻合，梭形爪另一表面具有齿状凸起，两端齿状凸起方向均朝向中心，该齿状凸起对损耗层(5)的挤压力可使得装置的起动力达到工程设计需要值；损耗层在活动杆的相应预留位置处贴附；活动杆、损耗层与外壳表面C之间有间隙。

2.如权利要求要求1所述的高耗能大变形缓冲装置，其特征在于：所述滑槽数量为5～9个。

3.如权利要求要求1所述的高耗能大变形缓冲装置，其特征在于：所述滑槽的长度L_h是其内弧面的弦长L_h1的1.1～1.2倍，宽度B_h是其内弧面宽度B_h1的1.2～1.4倍，厚度H_h是内表面弧面高度H_h1的1.5倍。

4.如权利要求要求1所述的高耗能大变形缓冲装置，其特征在于：所述 滑槽外表面中部凹槽的长度L_h2为滑槽长度L_h的0.4～0.8倍，与形状记忆合金带的宽度L_hj相匹配，凹槽底面呈弧形，其半径R_h1与形状记忆合金圈的内表面半径R_hj相匹配。

5.如权利要求要求1所述的高耗能大变形缓冲装置，其特征在于：所述梭形爪的弧面所对的圆心角为60°～120°。

6.如权利要求要求1所述的高耗能大变形缓冲装置，其特征在于：所述梭形爪的长度L_s是滑槽长度L_h的1.2倍。