CN108086513B - 形状记忆合金型多级惯容减震系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，属于土木工程技术领域。本发明包括安装连接单元、形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元；形状记忆合金型耗能单元用以高效耗散结构的振动能量，为减震系统提供自复位能力；多级惯容吸能增效单元与形状记忆合金型耗能单元连接，作为减震系统的吸能和增效机构；整个减震系统通过安装连接单元设置在结构中。本发明充分利用多级惯性吸能增效单元的两节点质量增效作用吸收振动能量，利用形状记忆合金型耗能单元耗散能量，提供自复位能力；有效地降低结构的动力响应，控制层间位移，且具有高效耗能、自复位、多级控制等优势，适用于不同水平地震作用下的减震控制需求，具有较好的推广应用价值。

Description

形状记忆合金型多级惯容减震系统

技术领域

本发明所属于土木工程结构耗能减震技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金型多级惯容减震系统。

背景技术

消能减振技术，通过在结构上附加消能减振装置，与结构本身共同承担地震和风振等作用，附加减振装置的耗能作用可以减小结构本身的动力响应，保证结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。

本领域惯性减震系统作为一种加速度依赖型的消能减震装置，其惯性单元是一种具有质量增效能力的两节点单元。现有的质量增效机制，主要是利用滚珠螺杆和旋转螺母将结构的径向运动转换为高速的旋转运动从而有效地耗散结构的振动能量，但此类阻尼器机械加工精度高，其采用的粘滞阻尼耗能单元要求极高的封闭性，腔体内压力高，且不能实现装置自复位。地震作用下安装减震装置的结构部位一旦发生较大变形，减震装置将会出现残余变形或者装置内部连接脱落，不能够稳定地发挥良好的耗能能力。

形状记忆合金材料由于其形状记忆能力、超弹性和高阻尼特性，逐渐被应用在医疗、机械等领域。作为减震耗能部件，形状记忆合金类阻尼器吸收耗散能量的能力受到装置两端位移和速度的限制，往往耗能能力不足。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术的不足，提供一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，其采用形状记忆合金型耗能部件耗散能量，附加一组或者若干组多级惯容吸能增效机构，联合构成一种新型惯容减震系统。

本发明需要保护的技术方案概括为：

一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，包括安装连接单元、形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元。其中，所述形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元通过所述安装连接单元支撑；形状记忆合金型耗能单元用以高效耗散结构的振动能量，并为减震系统提供自复位能力；多级惯容吸能增效单元与形状记忆合金型耗能单元连接，用以作为减震系统的吸能和增效机构；整个形状记忆合金型多级惯容减震系统通过安装连接单元设置在结构中。

所述安装连接单元包括封闭保护壳和耳环。所述封闭保护壳用以容放并支撑形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元；所述耳环设置在所述封闭保护壳外，用以将所述形状记忆合金型多级惯容减震系统设置在结构中。

所述多级惯容吸能增效单元包括齿条、主动齿轮组、被动齿轮组、若干多级齿轮组、传动齿条和限位单元。

所述主动齿轮组包括主动齿轮；所述被动齿轮组包括同轴设置的被动齿轮和被动旋转质量，所述多级齿轮组包括同轴设置的多级齿轮和多级旋转质量。

进一步，主动齿轮组还可以包括主动轴承和主动旋转轴，主动旋转轴的两端分别连接在封闭保护壳的内壁上，主动齿轮通过主动轴承与主动旋转轴连接。

进一步，被动齿轮组还可以包括被动轴承和被动旋转轴，被动旋转轴的两端分别连接在封闭保护壳的内壁上，被动齿轮和被动旋转质量通过被动轴承与被动旋转轴连接。

进一步，多级齿轮组还可以包括多级轴承和多级旋转轴，多级旋转轴的两端分别连接在封闭保护壳的内壁上，多级齿轮和多级旋转质量通过多级轴承与多级旋转轴连接。

齿条穿过封闭保护壳的右侧壁，可移动地内置于封闭保护壳的上部，齿条的下端部设置有齿，齿条通过其下端部的齿与主动齿轮组的主动齿轮啮合，齿条可沿自身的长度方向做往复运动，并带动主动齿轮组的主动齿轮绕其自身转动中心做旋转运动。

被动齿轮组的被动齿轮与主动齿轮啮合，并随主动齿轮共同做旋转运动，同时带动被动齿轮组的被动旋转质量绕其自身的转动中心旋转。

传动齿条内置于封闭保护壳的下部，传动齿条上端部设置有齿，传动齿轮通过其上端部的齿与被动齿轮啮合，并在被动齿轮的带动下沿其自身的长度方向做往复运动。

多级齿轮组的多级齿轮不与主动齿轮和被动齿轮啮合，但是多级齿轮与传动齿条位于同一竖直平面内，以保证多级齿轮可以与传动齿条相互啮合。传动齿条在被动齿轮带动下沿其自身长度方向运动，当运动位移超过设定值时，传动齿条就与多级齿轮啮合，并通过多级齿轮带动多级旋转质量绕其自身的转动中心做旋转运动。

在本发明中，所述设定值为多级齿轮组开始工作的位移限值。具体的，可以根据结构性能需求来设定多级齿轮组开始工作的位移限值。例如，结构引起减震系统的位移大于前一级地震引起的位移控制限值后，就需要多级齿轮组工作来提供更大的抗力；减震系统的位移依次乘以主动齿轮组以及被动齿轮组的放大系数就是多级齿轮组开始工作的位移限值。

对应于齿条和传动齿条的所在位置，在封闭保护壳内部的上、下两端分别设置有限位单元，其上端的限位单元与齿条的上端部连接以限制齿条的运动位移，其下端的限位单元与传动齿条的下端部连接以限制传动齿条的运动位移。

作为举例而非限定，限位单元包括限位槽和限位元件。其中，限位元件分别固定连接于封闭保护壳内部的上、下两端，限位槽分别安装在齿条的上端部及传动齿条的下端部，上端的限位元件可移动地嵌入在齿条上端的限位槽中，下端的限位单元可移动地嵌入在传动齿条下端的限位槽中。

在优选的实施方式中，所述限位元件可以是固接于封闭保护壳内部上、下两端的限位轮，限位轮可以绕其自身的转动中心转动，且限位轮的端部嵌入在限位槽内。

在本发明中，多级惯容吸能增效单元中的主动齿轮、被动齿轮和多级齿轮可以分别绕主动旋转轴、被动旋转轴和多级旋转轴旋转。被动齿轮和多级齿轮可以分别带动被动旋转质量和多级旋转质量旋转。旋转速度由主动齿轮、被动齿轮、多级齿轮、齿条和传动齿条的齿数比值决定。

在本发明中，可以通过设置多组多级齿轮组，实现多级质量增效的调节，设置n组多级齿轮组，就可以实现(n+1)级质量增效的调节。具体的，多级齿轮组的数量可以根据增效设计需求来定，需要达到的增效效果越强，需要设置的多级齿轮组的数量越多。

作为举例而非限定，在本实施例中，设置有一组多级齿轮组。

所述形状记忆合金型耗能单元包括形状记忆合金滑轮组和形状记忆合金丝。其中，形状记忆合金丝预先施加预应力，其两端分别与封闭保护壳左侧壁的内侧以及传动齿条的左端部通过拉紧螺栓固定连接。形状记忆合金滑轮组的两端分别与传动齿条的右端部以及封闭保护壳右侧壁的内侧固定连接。

进一步，形状记忆合金滑轮组包括滑轮组形状记忆合金丝、若干滑轮、拉紧螺栓和滑轮连杆，滑轮组形状记忆合金丝预先施加预应力。

所述滑轮组包括若干并排布置的滑轮，位于两端的滑轮分别通过滑轮连杆与传动齿条的一端部以及封闭保护壳的一侧壁的内侧连接；

所述若干并排布置的滑轮分为数量相等的左、右两组，左边一组的滑轮之间通过滑轮连杆连接，右边一组的滑轮之间也通过滑轮连杆连接；

所述滑轮组形状记忆合金丝卷绕在所有滑轮上，其一端连接在位于中间的一个滑轮上，其另一端通过拉紧螺栓连接在封闭保护壳所述一侧壁的内侧上。

通过设置若干滑轮组合，可以有效放大滑轮组形状记忆合金丝对传动齿条的作用力。

作为举例而非限定，滑轮可以设置有两个，每个滑轮都与一个滑轮连杆连接；其中，一个滑轮通过滑轮连杆与传动齿条的右端部连接，另一个滑轮通过滑轮连杆与封闭保护壳右侧壁的内侧连接。滑轮组形状记忆合金丝同时卷绕在两个滑轮上，且滑轮组形状记忆合金丝的一端固定在与传动齿条连接的滑轮上，其另一端通过拉紧螺栓固定在封闭保护壳右侧壁的内侧上。滑轮组形状记忆合金丝事先施加预应力。

在本发明中，滑轮组形状记忆合金丝和形状记忆合金丝共同施加预应变。在优选的实施方式中，滑轮组形状记忆合金丝和形状记忆合金丝可以采用镍钛、铁基或者铜基等类型的形状记忆合金材料或复合材料；通常形状记忆合金材料的相变温度低于常温，处于奥氏体状态且具有超弹性性能。

在本发明中，形状记忆合金型耗能单元的数量、形状记忆合金滑轮组中的滑轮的数量可以根据实际设计需要而定。当系统对于耗能力要求高时，可以增加滑轮的数量来增加齿条所受到的水平抗力。

在本发明中，当需要使用多个惯容吸能增效单元与多个形状记忆合金型耗能单元联合使用，单个惯容吸能增效单元与单个形状记忆合金型耗能单元组成一个形状记忆合金型惯容减震单元，多个形状记忆合金型惯容减震单元前后依次并列设置。

进一步，所述耳环设置有两个；其中一个耳环设置在齿条的外端部上，另一个耳环设置在封闭保护壳另一侧壁(没有齿条穿过的侧壁)的外侧上。在优选的实施方式中，耳环与齿条位于同一水平高度。

本发明所述减震系统可以通过耳环采用安装螺栓等方式设置在结构墙体内。

本发明所述形状记忆合金型多级惯容减震系统的工作方式为：

当齿条相对于封闭保护壳发生相对水平位移时，同时发生:

(1)齿条沿自身的长度方向做往复运动，带动主动齿轮组的主动齿轮做旋转运动，同时被动齿轮随主动齿轮共同做旋转运动，并带动被动齿轮组的被动旋转质量旋转；同时传动齿条在被动齿轮带动下沿其自身的长度方向做反复运动，当运动位移超过设定值时，传动齿条与多级齿轮组的主动齿轮啮合，并带动多级齿轮组的主动旋转质量做旋转运动；

(2)形状记忆合金滑轮组中的滑轮组形状记忆合金丝以及形状记忆合金丝其中一个随着传动齿条的运动被拉伸得更长，以提供阻尼力和恢复力。

在设计时，可以根据减震系统的设计要求、以及根据结构的设计要求，对形状记忆合金耗能部件的数量、多级齿轮组的数量，以及齿轮和齿条的齿数进行调整；形状记忆合金丝滑轮组对对传动齿条作用力的放大效果可以通过设置的滑轮的数量、以及滑轮的直径来调整。

本发明与现有技术相比，具有以下优点与有益效果：

1.本发明由形状记忆合金型耗能单元、多级惯容吸能增效单元(增大耗能单元耗能能力)、以及安装连接单元组成，充分利用多级齿轮型惯性单元的两节点质量增效单元吸收振动能量，对结构振动响应进行多级控制；利用形状记忆合金型耗能单元高效耗散结构振动能量，为减震系统提供自复位能力。

2.通过多级惯容吸能增效单元的增效作用有效提高了形状记忆合金型耗能单元的耗能能力，同时多级惯容单元能够有效地、分级地转移结构的输入能量，降低结构在振动作用下的响应，满足不同地震水平作用下的减震需求。

3.多级惯容吸能增效单元实际安装质量小，对系统部件机械加工要求低，质量增效效果显著且易于调节和分级，能够提供有效的控制力。

4.本发明所述系统设置方便灵活，能够有效吸收并耗散振动能量，系统旋转质量小，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明所述形状记忆合金型多级惯容减震系统的示意图。

图2为本发明所述记忆合金滑轮组的示意图。

图3为本发明所述主动齿轮组的示意图。

图4为本发明所述被动齿轮组的示意图。

图5为本发明所述多级齿轮组的示意图。

附图标记说明

1封闭保护壳；

2耳环；

3齿条；

4主动齿轮组、41主动齿轮、42主动轴承、43主动旋转轴；

5被动齿轮组、51被动齿轮、52被动轴承、53被动旋转质量、54被动旋转轴；

6多级齿轮组、61多级齿轮、62多级轴承、63多级旋转质量、64多级旋转轴；

7传动齿条；

8限位轮；

9形状记忆合金滑轮组、91滑轮组形状记忆合金丝、92滑轮、93拉紧螺栓、94滑轮连杆；

10形状记忆合金丝。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本发明提供的形状记忆合金型多级惯容减震系统的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更加清楚。

需要说明的是，本发明的实施例有较佳的实施性，并非是对本发明任何形式的限定。本发明实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本发明优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本发明实施例所属技术领域的技术人员所理解。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

本发明的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的，并非是限定本发明可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本发明附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

实施例

如图1至图5所示，本发明提供一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，包括安装连接单元、形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元。其中，形状记忆合金型耗能单元用以高效耗散结构的振动能量，并为减震系统提供自复位能力；多级惯容吸能增效单元与形状记忆合金型耗能单元连接，用以作为减震系统的吸能和增效机构；整个形状记忆合金型多级惯容减震系统通过安装连接单元设置在结构中。

所述安装连接单元包括封闭保护壳1和耳环2。

所述多级惯容吸能增效单元包括齿条3、主动齿轮组4、被动齿轮组5、若干多级齿轮组6、传动齿条7和限位单元。

主动齿轮组4包括主动齿轮41、主动轴承42和主动旋转轴43，主动旋转轴43的两端分别连接在封闭保护壳1的内壁上，主动齿轮41通过主动轴承42与主动旋转轴43连接。

被动齿轮组5包括被动齿轮51、被动轴承52、被动旋转质量53和被动旋转轴54，被动旋转轴54的两端分别连接在封闭保护壳1的内壁上，被动齿轮51和被动旋转质量53通过被动轴承52与被动旋转轴54连接。

多级齿轮组6包括多级齿轮61、多级轴承62、多级旋转质量63和多级旋转轴64，多级旋转轴64的两端分别连接在封闭保护壳1的内壁上，多级齿轮61和多级旋转质量63通过多级轴承62与多级旋转轴64连接。

齿条3沿封闭保护壳1的长度方向穿过封闭保护壳1的右侧壁，内置于封闭保护壳1的上部，齿条3的下端部设置有齿，齿条3通过其下端部的齿与主动齿轮组4的主动齿轮41啮合，齿条3可沿自身的长度方向做往复运动，并带动主动齿轮组4的主动齿轮41绕其自身的转动中心做旋转运动。

被动齿轮组5的被动齿轮51与主动齿轮41啮合，并随主动齿轮41共同做旋转运动，同时带动被动齿轮组5的被动旋转质量53绕其自身的转动中心旋转。

传动齿条7内置于封闭保护壳1的下部，传动齿条7上端部设置有齿，传动齿轮7通过其上端部的齿与被动齿轮51啮合，并在被动齿轮51的带动下沿其自身的长度方向做往复运动。

多级齿轮组6的多级齿轮61不与主动齿轮41和被动齿轮51啮合，但是多级齿轮61与传动齿条7位于同一竖直平面内，以保证多级齿轮61可以与传动齿条7相互啮合。传动齿条7在被动齿轮51带动下沿其自身长度方向运动，当运动位移超过设定值时，传动齿条7就与多级齿轮61啮合，并通过多级齿轮61带动多级旋转质量63绕其自身的转动中心做旋转运动。

在本发明中，所述设定值为多级齿轮组6开始工作的位移限值。具体的，可以根据结构性能需求来设定多级齿轮组6开始工作的位移限值。例如，结构引起减震系统的位移大于前一级地震引起的位移控制限值后，就需要多级齿轮组6工作来提供更大的抗力；减震系统的位移依次乘以主动齿轮组4以及被动齿轮组5的放大系数就是多级齿轮组6开始工作的位移限值。

对应于齿条3和传动齿条7的所在位置，在封闭保护壳1内部的上、下两端分别设置有限位单元，其上端的限位单元与齿条3的上端部连接以限制齿条3的运动位移，其下端的限位单元与传动齿条7的下端部连接以限制传动齿条7的运动位移。

作为举例而非限定，限位单元包括限位槽和限位元件。其中，限位元件分别固定连接于封闭保护壳1内部的上、下两端，限位槽分别安装在齿条3的上端部及传动齿条7的下端部，上端的限位元件可移动地嵌入在齿条3上端的限位槽中，下端的限位单元可移动地嵌入在传动齿条7下端的限位槽中。在优选的实施方式中，所述限位元件可以是固接于封闭保护壳1内部上、下两端的限位轮8，限位轮8可以绕其自身的转动中心转动，且限位轮8的端部嵌入在限位槽内。

在本发明中，多级惯容吸能增效单元中的主动齿轮41、被动齿轮51和多级齿轮61可以分别绕主动旋转轴43、被动旋转轴54和多级旋转轴64旋转。被动齿轮51和多级齿轮61可以分别带动被动旋转质量53和多级旋转质量63旋转。旋转速度由主动齿轮41、被动齿轮51、多级齿轮61、齿条3和传动齿条7的齿数比值决定。

在本发明中，可以通过设置多组多级齿轮组6，实现多级质量增效的调节，设置n组多级齿轮组6，就可以实现(n+1)级质量增效的调节。具体的，多级齿轮组6的数量可以根据增效设计需求来定，需要达到的增效效果越强，需要设置的多级齿轮组6的数量越多。

作为举例而非限定，在本实施例中，设置有一组多级齿轮组6。

所述形状记忆合金型耗能单元包括形状记忆合金滑轮组9和形状记忆合金丝10。其中，形状记忆合金丝10预先施加预应力，其两端分别与封闭保护壳1左侧壁的内侧以及传动齿条7的左端部通过拉紧螺栓固定连接。形状记忆合金滑轮组9的两端分别与传动齿条7的右端部以及封闭保护壳1右侧壁的内侧固定连接。

进一步，形状记忆合金滑轮组9包括滑轮组形状记忆合金丝91、若干滑轮92、拉紧螺栓93和滑轮连杆94，滑轮组形状记忆合金丝91预先施加预应力，拉紧螺栓93用于连接形状记忆合金丝与其他部件。

所述滑轮组包括若干并排布置的滑轮92，位于两端的滑轮92分别通过滑轮连杆94与传动齿条7的一端部以及封闭保护壳1的一侧壁的内侧连接；

所述若干并排布置的滑轮92分为数量相等的左、右两组，左边一组的滑轮92之间通过滑轮连杆94连接，右边一组的滑轮92之间也通过滑轮连杆94连接；

所述滑轮组形状记忆合金丝91卷绕在所有滑轮92上，其一端连接在位于中间的一个滑轮92上，其另一端通过拉紧螺栓93连接在封闭保护壳1所述一侧壁的内侧上。

通过设置若干滑轮92组合，可以有效放大滑轮组形状记忆合金丝91对传动齿条7的作用力。

作为举例而非限定，在本实施例中，滑轮92设置有两个，每个滑轮92都与一个滑轮连杆94连接；其中，一个滑轮92通过滑轮连杆94与传动齿条7的右端部连接，另一个滑轮92通过滑轮连杆94与封闭保护壳1右侧壁的内侧连接。滑轮组形状记忆合金丝91同时卷绕在两个滑轮92上，且滑轮组形状记忆合金丝91的一端连接在与传动齿条7连接的滑轮92上，其另一端通过拉紧螺栓93连接在封闭保护壳1右侧壁的内侧上。

在本发明中，滑轮组形状记忆合金丝91和形状记忆合金丝10共同施加预应变。在优选的实施方式中，滑轮组形状记忆合金丝91和形状记忆合金丝10可以采用镍钛、铁基或者铜基等类型的形状记忆合金材料或复合材料；通常形状记忆合金材料的相变温度低于常温，处于奥氏体状态且具有超弹性性能。

在本发明中，形状记忆合金型耗能单元的数量、形状记忆合金滑轮组9中的滑轮92的数量可以根据实际设计需要而定。当系统对于耗能力要求高时，可以增加滑轮92的数量来增加齿条3所受到的水平抗力。

在本发明中，当需要使用多个惯容吸能增效单元与多个形状记忆合金型耗能单元联合使用，单个惯容吸能增效单元与单个形状记忆合金型耗能单元组成一个形状记忆合金型惯容减震单元，多个形状记忆合金型惯容减震单元单元前后依次并列设置。

进一步，所述耳环2设置有两个；其中一个耳环2设置在齿条3的外端部上，另一个耳环2设置在封闭保护壳1另一侧壁(没有齿条3穿过的侧壁)的外侧上。在优选的实施方式中，耳环2与齿条3位于同一水平高度。

本发明所述减震系统可以通过耳环2采用安装螺栓等方式设置在结构墙体内。

本发明所述形状记忆合金型多级惯容减震系统的工作方式为：

当齿条3相对于封闭保护壳1发生相对水平位移时，同时发生:

(1)齿条3沿自身的长度方向做往复运动，带动主动齿轮组4的主动齿轮41做旋转运动，同时被动齿轮51随主动齿轮41共同做旋转运动，并带动被动齿轮组5的被动旋转质量53旋转；同时传动齿条7在被动齿轮51带动下沿其自身的长度方向做反复运动，当运动位移超过设定值时，传动齿条7与多级齿轮组6的主动齿轮61啮合，并带动多级齿轮组6的主动旋转质量63做旋转运动；

(2)形状记忆合金滑轮组9中的滑轮组形状记忆合金丝91以及形状记忆合金丝10其中一个随着传动齿条7的运动被拉伸的更长，以提供阻尼力和恢复力。

在设计时，可以根据减震系统的设计要求、以及根据结构的设计要求，对形状记忆合金耗能部件的数量、多级齿轮组的数量，以及齿轮和齿条的齿数进行调整；形状记忆合金丝滑轮组对对传动齿条作用力的放大效果可以通过设置的滑轮的数量、以及滑轮的直径来调整。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (4)

1.一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，其特征在于：包括安装连接单元、形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元；

其中，所述形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元通过所述安装连接单元支撑；所述形状记忆合金型耗能单元用以高效耗散结构的振动能量，并为减震系统提供自复位能力；所述多级惯容吸能增效单元与形状记忆合金型耗能单元连接，用以作为减震系统的吸能和增效机构；整个形状记忆合金型多级惯容减震系统通过所述安装连接单元设置在结构中；

所述安装连接单元包括封闭保护壳（1）和耳环（2）；

所述封闭保护壳（1）用以容放并支撑形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元；

所述耳环（2）设置在所述封闭保护壳（1）外，用以将所述形状记忆合金型多级惯容减震系统设置在结构中；所述多级惯容吸能增效单元包括齿条（3）、主动齿轮组（4）、被动齿轮组（5）、若干多级齿轮组（6）、传动齿条（7）和限位单元；

所述主动齿轮组（4）包括主动齿轮（41）；所述被动齿轮组（5）包括同轴设置的被动齿轮（51）和被动旋转质量（53），所述多级齿轮组（6）包括同轴设置的多级齿轮（61）和多级旋转质量（63）；

所述齿条（3）穿过封闭保护壳（1）的一侧壁，可移动地内置于封闭保护壳（1）的上部，所述齿条（3）的下端部与所述主动齿轮（41）啮合；所述齿条（3）沿自身的长度方向做往复运动，并带动所述主动齿轮（41）绕其自身的转动中心做旋转运动；

所述被动齿轮（51）与主动齿轮（41）啮合，并在主动齿轮（41）的带动下绕其自身的转动中心做旋转运动，同时带动所述被动旋转质量（53）旋转；

所述传动齿条（7）的上端部与被动齿轮（51）啮合，并在被动齿轮（51）的带动下沿其自身的长度方向做往复运动；

所述多级齿轮（61）与传动齿条（7）位于同一竖直平面内；所述传动齿条（7）的运动位移超过设定值时，传动齿条（7）与多级齿轮（61）啮合，并通过多级齿轮（61）带动多级旋转质量（63）绕其自身的转动中心做旋转运动；

对应于所述齿条（3）和传动齿条（7）的所在位置，在封闭保护壳（1）内部的上、下两端分别设置有限位单元，其上端的限位单元与齿条（3）的上端部连接以限制齿条（3）的运动位移，其下端的限位单元与传动齿条（7）的下端部连接以限制传动齿条（7）的运动位移；

所述形状记忆合金型耗能单元包括形状记忆合金滑轮组（9）和形状记忆合金丝（10）；

所述形状记忆合金滑轮组（9）的两端分别与传动齿条（7）的一端部以及封闭保护壳（1）的一侧壁的内侧连接；

所述形状记忆合金丝（10）预先施加预应力，其两端分别与封闭保护壳（1）另一侧壁的内侧以及传动齿条（7）的另一端部通过拉紧螺栓连接；

所述形状记忆合金滑轮组（9）包括滑轮组形状记忆合金丝（91）、滑轮组、拉紧螺栓（93）和滑轮连杆（94），滑轮组形状记忆合金丝（91）预先施加预应力；

所述滑轮组包括若干并排布置的滑轮（92），位于两端的滑轮（92）分别通过滑轮连杆（94）与传动齿条（7）的一端部以及封闭保护壳（1）的一侧壁的内侧连接；

所述若干并排布置的滑轮（92）分为数量相等的左、右两组，左边一组的滑轮（92）之间通过滑轮连杆（94）连接，右边一组的滑轮（92）之间也通过滑轮连杆（94）连接；

所述滑轮组形状记忆合金丝（91）卷绕在所有滑轮（92）上，其一端连接在位于中间的一个滑轮（92）上，其另一端通过拉紧螺栓（93）连接在封闭保护壳(1)所述一侧壁的内侧上；

所述惯容吸能增效单元和形状记忆合金型耗能单元设置有多组；

其中，单个惯容吸能增效单元与单个形状记忆合金型耗能单元组成一个形状记忆合金型惯容减震单元，多个形状记忆合金型惯容减震单元之间前后依次并列设置。

2.根据权利要求1所述的形状记忆合金型多级惯容减震系统，其特征在于：所述限位单元包括限位槽和限位元件；

所述限位元件分别固定连接于封闭保护壳（1）内部的上、下两端，所述限位槽分别安装在齿条（3）的上端部及传动齿条（7）的下端部，上端的限位元件可移动地嵌入在齿条（3）上端的限位槽中，下端的限位单元可移动地嵌入在传动齿条（7）下端的限位槽中。

3.根据权利要求1所述的形状记忆合金型多级惯容减震系统，其特征在于：所述耳环（2）设置有两个；其中一个耳环（2）设置在所述齿条（3）的外端部上，另一个耳环（2）设置在所述封闭保护壳（1）另一侧壁的外侧上。

4.根据权利要求1所述的形状记忆合金型多级惯容减震系统，其特征在于：所述滑轮组形状记忆合金丝（91）和形状记忆合金丝（10）采用镍钛，或铁基，或铜基类的形状记忆合金材料或复合材料。

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