CN115030589A - 一种分阶段可恢复的粘滞-sma摩擦复合阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分阶段可恢复的粘滞‑SMA摩擦复合阻尼器,其构件为上下对称的两个结构拼合而成,两结构均由顶底端板、侧端板、端板加劲肋、形状记忆合金、夹紧块、摩擦阻尼器,粘滞流体阻尼器组成,由粘滞阻尼器先行产生阻尼效应,当达到一定程度后通过阻尼器之间连接的传力弹簧实现摩擦以及粘滞两种方式共同产生阻尼效应的目的。以弹簧连接两结构并利用SMA来恢复摩擦阻尼器以期实现分阶段可恢复减震耗能的目的;本发明的在竖向力的作用下运用粘滞阻尼器和摩擦阻尼器之间的弹簧传力,来实现阻尼器分阶段消能减震的目的,克服传统阻尼器减震方式单一的特点。
Description
技术领域
本发明属于工程结构减震控制领域,具体来说,涉及一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器。
背景技术
粘滞流体阻尼器是一种通过阻尼器中的活塞的往复运动来吸压油腔内的粘滞流体,使得流体高速通过活塞上的小孔来产生阻尼并耗能的,其本身具有一定的可恢复性能,但由于油缸腔体长度有限,活塞运动范围受到限制,使得单纯的粘滞流体阻尼器承受能力有限,在小位移时粘滞阻尼器效果明显,但在大震作用下耗能能力不够充分,单独使用难以满足抗震要求。
摩擦阻尼器是一类利用摩擦耗能来消散振动能量的一种控制装置,其不仅受温度的影响小,并且其构造简单、安装方便、耗能性好,是工程中最常用的耗能减震的装置之一。而传统的摩擦阻尼器本身无自复位能力,在发挥减震耗能作用后结构难免会出现塑性变形而难以在设计使用年限中一直保持良好的耗能减震性能。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术的缺点,提出一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,可实现粘滞阻尼器摩擦阻尼器的分阶段使用,在具备一定的可恢复性的情况下,还可在必要时提供耗能,在小位移时由粘滞流体阻尼器保证阻尼器功能,在中震和大震情况下摩擦阻尼器加入共同提供耗能,解决了粘滞阻尼器在大震情况下耗能能力不足和传统摩擦阻尼器在使用过后不可恢复的问题,在一定程度保证了建筑的安全可靠以及阻尼器的耐久性。
为了实现上述目标,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,包括顶端板、底端板、中端板、侧端板、第一阻尼单元、第二阻尼单元和复位单元,顶端板设置于底端板的上方,中端板设置于顶端板和底端板的中间位置,侧端板的上下两端分别与顶端板和底端板固定连接,中端板与侧端板固定连接,顶端板、底端板和中端板相互平行,第一阻尼单元设置于顶端板、中端板以及侧端板之间的空腔内,第二阻尼单元设置于中端板、底端板以及侧端板之间的空腔内;
第一阻尼单元和第二阻尼单元结构相同且关于中端板上下镜像对称,第一阻尼单元包括上第一端板、上第二端板、粘滞流体阻尼器以及摩擦耗能组件,上第一端板和上第二端板平行设置于顶端板和中端板之间,上第一端板的两端与两侧的侧端板固定连接,粘滞流体阻尼器的上端与上第一端板固定连接,粘滞流体阻尼器的第一导杆贯穿上第一端板以及顶端板,第一导杆的下端正对设有第二导杆,第一导杆和第二导杆之间相距预设距离;第二导杆的下端与上第二端板连接,粘滞流体阻尼器壳体的下端固定连接有粘滞阻尼器盖板,粘滞阻尼器盖板与上第二端板之间留有预设距离,粘滞阻尼器盖板的下端关于粘滞流体阻尼器的轴线对称固定垂直连接有第一侧挡板和第二侧挡板,第一侧挡板和第二侧挡板上下贯穿上第二端板、中端板以及第二阻尼单元的下第二端板并与第二阻尼单元的粘滞阻尼器盖板固定连接,上第二端板和下第二端板均能相对于第一侧挡板以及第二侧挡板上下移动,其中下第二端板为与上第二端板对称的端板,第二阻尼单元的粘滞阻尼器盖板为与所述粘滞阻尼器盖板对称的盖板;
第一阻尼单元和第二阻尼单元之间关于粘滞流体阻尼器的轴线对称设有复位单元,复位单元贯穿上第二端板、中端板以及所述下第二端板,复位单元与中端板之间固定连接,复位单元与上第二端板以及下第二端板之间可滑动连接,复位单元能能够将上第二端板施加向上的力、同时为下第二端板施加向下的力;
上第一端板和上第二端板之间关于粘滞流体阻尼器的轴线对称设有所述摩擦耗能组件,摩擦耗能组件的上下两端分别与上第一端板和上第二端板固定连接。
优选的,所述粘滞流体阻尼器中,壳体内腔上部设有粘滞流体腔,壳体内腔下部这有导向孔,第一导杆贯穿粘滞流体腔,第一导杆位于粘滞流体腔内的部分设有与粘滞流体腔适配的活塞,活塞上设有阻尼孔,粘滞流体腔内填充有粘滞流体,第一导杆的下端伸入导向孔的上端,第二导杆的上端从插入导向孔的上端插入所述导向孔内,第二导杆能够沿导向孔自由滑动,第二导杆的上端与第一导杆的下端之间留有预设距离,第二导杆的下端伸出于所述导向孔的下端。
优选的,第二导杆的下端与上第二端板之间通过传力弹簧连接。
优选的,所述复位单元采用SMA导轨,SMA导轨包括导槽结构以及弹簧,导槽结构的中部与中端板垂直固定连接,导槽结构的上下两端分别贯穿上第二端板以及下第二端板,导槽结构上开设有导槽,所述弹簧设置于导槽内,上第二端板以及下第二端板分别与弹簧的上下两端连接,导槽结构与上第二端板之间以及与下第二端板之间能够相对滑动。
优选的,导槽结构固定安装在所述第一侧挡板以及第二侧挡板上。
优选的,摩擦耗能组件包括N个第一摩擦耗能板和N-1个第二摩擦耗能板,N个第一摩擦耗能板间隔且相互平行设置,N-1个第二摩擦耗能板分别插入N个第一摩擦耗能板的间隔中,相邻的第一摩擦耗能板和第二摩擦耗能板表面相贴合;
N个第一摩擦耗能板的上端与上第一端板垂直固定连接,N个第一摩擦耗能板的下端与上第二端板之间留有预设距离,N-1个第二摩擦耗能板的下端与上第二端板之间垂直固定连接,N-1个第二摩擦耗能板的上端与上第一端板之间留有预设距离;
或者,N个第一摩擦耗能板的下端与上第二端板垂直固定连接,N个第一摩擦耗能板的上端与上上第一端板之间留有预设距离,N-1个第二摩擦耗能板的上端与上第一端板之间垂直固定连接,N-1个第二摩擦耗能板的下端与上第二端板之间留有预设距离。
优选的,第一摩擦耗能板与上第一端板或上第二端板之间通过螺栓固定连接,第二摩擦耗能板与上第一端板或上第二端板之间通过螺栓固定连接。
优选的,所述第二摩擦耗能板的表面设有摩擦材料。
优选的,上第一端板与上第二端板之间连接有若干形状记忆合金丝,形状记忆合金丝的两端分别与上第一端板与上第二端板固定连接,若干形状记忆合金丝均匀分布在粘滞流体阻尼器的四周。
优选的,侧端板与顶端板的连接处以及与底端板的连接处均设有加劲肋。
本发明具有以下显著的优点:
本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器中第二导杆与第一导杆之间有设有间距,因此在耗能初始阶段,仅有粘滞阻尼器进行耗能,当第一导杆与第二导杆接触后,继续对第一导杆施加压力,能够使第二导杆推动上部第二端板向中端板移动,在此过程中,复位单元对上部第二端板施加相反方向的力进行并且摩擦耗能组件参与耗能,因此本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器能够实现分阶段耗能;当外界施加在第一导杆上的力回复后,复位单元能够驱动上第二端板复位,同时摩擦耗能组件、第二导杆以及复位单元均进行复位。综上可以看出,本发明可实现粘滞阻尼器摩擦阻尼器的分阶段使用,在具备一定的可恢复性的情况下,还可在必要时提供耗能,在小位移时由粘滞流体阻尼器保证阻尼器功能,在中震和大震情况下摩擦阻尼器加入共同提供耗能,解决了粘滞阻尼器在大震情况下耗能能力不足和传统摩擦阻尼器在使用过后不可恢复的问题,在一定程度保证了建筑的安全可靠以及阻尼器的耐久性。
附图说明
图1为本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器上半部分示意图。
图2为本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器下半部分示意图。
图3为本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器的整体结构图。
图4为本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器的侧视图。
图5为本发明粘滞流体阻尼器的立体剖面示意图。
图6为本发明SMA导轨的示意图。
图中:1-1为第一导杆,1-2为第二导杆,1-3为活塞,1-4为阻尼孔,1-5为粘滞流体,1-6为油缸,1-7为壳体,1-7-1为粘滞流体腔,1-7-2为导向孔,2为摩擦阻尼器,3为传力弹簧,4-1为顶端板,4-2为底端板,5为侧端板,6为加劲肋,7为SMA导轨,7-1为导槽结构,7-1-1为导槽,7-2为弹簧,8-1为上部第一端板,8-2为上部第二端板,8-3为下部第二端板,8-4为下部第一端板,9-1为第一摩擦耗能组件,9-11为第一摩擦板,9-13为第三摩擦板,9-15为第五摩擦板,9-16为第六摩擦板,9-18为第八摩擦板,9-110为第十摩擦板,9-2为第三摩擦耗能组件,9-21为第十一摩擦板,9-23为第十三摩擦板,9-25为第十五摩擦板,9-26为第十六摩擦板,9-28为第十八摩擦板,9-210为第二十摩擦板,10-1为第二摩擦耗能组件,10-12为第十二摩擦板,10-14为第十四摩擦板,10-17为第十七摩擦板,10-19为第十九摩擦板,10-2为第四摩擦耗能组件,10-22为第二十二摩擦板,10-24为第二十四摩擦板,10-27为第二十七摩擦板,10-29为第二十九摩擦板,11为粘滞阻尼器盖板,12为中端板,13为摩擦板连接螺栓,14为预留螺栓孔,15为侧挡板,16为夹紧块,17为形状记忆合金丝。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
参照图1-图6,本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器为一对称结构,一图1、图2和图3所示的方位为例,其中整个本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器上下关于中端板12呈镜像对称,顶端板4-1和底端板4-2关于中端板12上下对称,上部第一端板8-1和下部第一端板8-4关于中端板12上下对称,上部第二端板8-2和下部第二端板8-3关于中端板12上下对称;在正对纸面的方向上,整个本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器关于粘滞流体阻尼器的轴线左右镜像对称;在平行于纸面的方向上(指的是左视或者右视时),整个本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器也关于粘滞流体阻尼器的轴线左右镜像对称。其中,阻粘滞流体阻尼器的轴线为过第一导杆1-1以及第二导杆1-2轴心的轴线。
具体的,本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器包括粘滞组件、摩擦耗能组件、顶端板4-1、底端板4-2、上第一端板8-1、上第二端板8-2、下第二端板8-3、下第一端板8-4、夹紧块16、中端板12以及连接阻尼器两结构的传力弹簧3以及形状记忆合金导轨(即所述SMA轨道7);顶端板4-1、底端板4-2、上第一端板8-1、上第二端板8-2、下第二端板8-3、下第一端板8-4以及中端板12呈平行布置。顶端板4-1与侧端板5焊接连接,在侧端板5上设置有加劲肋6并与顶端板4-1、底端板4-2相焊接固定。
本发明设置有两套相同的粘滞流体阻尼器,一件设置在顶端板4-1与上第二端板8-2之间,另一件设置在下第二端板8-3与底端板4-2之间。粘滞组件分别贯穿上第一端板8-1、下第一端板8-4设置。
粘滞流体阻尼器中设置两根导杆,两根导杆分别为第一导杆1-1和第二导杆1-2,第一导杆1-1与粘滞阻尼器的活塞1-3相组合构成粘滞阻尼器的一部分,第二导杆1-2与传力弹簧3连接构成传力构件,传力弹簧3与上第二端板8-2、下第二端板8-3连接。
如图5所示,粘滞流体阻尼器中,壳体1-7内腔上部设有粘滞流体腔1-7-1,壳体1-7内腔下部这有导向孔1-7-2,第一导杆1-1贯穿粘滞流体腔1-7-1,第一导杆1-1位于粘滞流体腔1-7-1内的部分设有与粘滞流体腔1-7-1适配的活塞1-3,活塞1-3上设有阻尼孔1-4,粘滞流体腔1-7-1内填充有粘滞流体1-5,第一导杆1-1的下端伸入导向孔1-7-2的上端,第二导杆1-2的上端从插入导向孔1-7-2的上端插入所述导向孔1-7-2内,第二导杆1-2能够沿导向孔1-7-2自由滑动,第二导杆1-2的上端与第一导杆1-1的下端之间留有预设距离,第二导杆1-2的下端伸出于所述导向孔1-7-2的下端,壳体1-7设置在摩擦耗能组件中间;壳体1-7的上下端由上第一端板8-1、下第一端板8-4以及粘滞阻尼器盖板11固定连接,粘滞流体腔1-7-1内充填有粘滞流体1-5。
粘滞流体阻尼器的第二导杆1-2贯通粘滞阻尼器盖板11,在贯通截面铺设有防漏材料。
本发明设置有两套相同的摩擦耗能组件,两组摩擦耗能组件分别设置在上第一端板8-1与上第二端板8-2之间以及下第一端板8-4与下第二端板8-3之间。
设置于上第一端板8-1与上第二端板8-2之间的摩擦耗能组件包括第一摩擦耗能组件9-1、第二摩擦耗能组件10-1,第一摩擦耗能组件包括第一摩擦板9-11、第三摩擦板9-13、第五摩擦板9-15、第六摩擦板9-16、第八摩擦板9-18、第十摩擦板9-110;第二摩擦耗能组件10-1包括第十二摩擦板10-12、第十四摩擦板10-14、第十七摩擦板10-17、第十九摩擦板10-19。第一摩擦板9-11、第三摩擦板9-13、第五摩擦板9-15与上第一端板8-1垂直固定连接;第十二摩擦板10-12、第十四摩擦板10-14与上第二端板8-2垂直固定连接;第一摩擦板9-11、第三摩擦板9-13与第十二摩擦板10-12相贴合;第三摩擦板9-13、第五摩擦板9-15与第十四摩擦板10-14相贴合;第六摩擦板9-16、第八摩擦板9-18与第十七摩擦板10-17相贴合;第八摩擦板9-18、第十摩擦板9-110与第十九摩擦板10-19相贴合。
设置于下第一端板8-4与下第二端板8-3之间的摩擦耗能组件包括第三摩擦耗能组件9-2、第四摩擦耗能组件10-2,第三摩擦耗能组件包括第十一摩擦板9-21、第十三摩擦板9-23、第十五摩擦板9-25、第十六摩擦板9-26、第十八摩擦板9-28、第二十摩擦板9-210;第四摩擦耗能组件10-2包括第二十二摩擦板10-22、第二十四摩擦板10-24、第二十七摩擦板10-27、第二十九摩擦板10-29。第十一摩擦板9-21、第十三摩擦板9-23、第十五摩擦板9-25与下第一端板8-4垂直固定连接;第二十二摩擦板10-22、第二十四摩擦板10-24与下第二端板8-4垂直固定连接;第十一摩擦板9-21、第二十三摩擦板9-23与第二十二摩擦板10-22相贴合;第十三摩擦板9-23、第十五摩擦板9-25与第二十四摩擦板10-24相贴合;第十六摩擦板9-26、第八十摩擦板9-28与第二十七摩擦板10-27相贴合;第十八摩擦板9-28、第二十摩擦板9-210与第二十九摩擦板10-29相贴合。
第二摩擦耗能组件10-1中的第十二摩擦板10-12、第十四摩擦板10-14、第七十摩擦板10-17、第十九摩擦板10-19涂抹有摩擦材料;第四摩擦耗能组件10-2中的第二十二摩擦板10-22,第二十四摩擦板10-24、第二十七摩擦板10-27、第二十九摩擦板10-29涂抹有摩擦材料。
上第一端板8-1、下第一端板8-4以及中端板12与侧端板5固定连接。上部第一端板8-1、上部第二端板8-2、下部第二端板8-3、下部第一端板8-4上设置有连接用螺栓孔,用于实施摩擦板连接螺栓。摩擦阻尼器第一摩擦耗能组件9-1通过摩擦板连接螺栓13与上第一端板8-1连接;摩擦第二组件10-1通过摩擦板连接螺栓13与上第二端板8-2连接;摩擦阻尼器第三摩擦耗能组件(9-2)通过摩擦板连接螺栓(13)与下第一端板8-4连接;摩擦第二组件10-2通过摩擦板连接螺栓13与下第二端板8-3连接。
SMA导轨7包括导槽结构7-1以及弹簧7-2,导槽结构7-1的中部与中端板12垂直固定焊接,导槽结构7-1的上下两端分别贯穿上第二端板8-2以及下第二端板8-3,导槽结构7-1上开设有导槽7-1-1,所述弹簧7-2设置于导槽7-1-1内,上第二端板8-2以及下第二端板8-3分别与弹簧7-2的上下两端连接,导槽结构7-1与上第二端板8-2之间以及与下第二端板8-3之间能够相对滑动。侧挡板15与SMA导轨7焊接连接,与粘滞阻尼器盖板11焊接连接。上第二端板8-2以及下第二端板8-3之间可通过SMA导轨传递受力并产生位移。
上第一端板8-1与上第二端板8-2之间连接有若干形状记忆合金丝17,形状记忆合金丝17的两端分别与上第一端板8-1与上第二端板8-2固定连接,第一端板8-1与上第二端板8-2上均设有夹紧块16,夹紧块16用于与形状记忆合金丝17连接,实现形状记忆合金丝17的两端分别与上第一端板8-1与上第二端板8-2固定连接,若干形状记忆合金丝17均匀分布在粘滞流体阻尼器的四周。上端板(8-1、8-3)与下端板(8-2、8-4)之间设置有形状记忆合金保证构件使用过后的可恢复性。第一导杆1-1穿透顶端板4-1或底端板4-2。第二导杆1-2穿透粘滞阻尼器盖板11并设置有防漏处理。上端板(8-1、8-3)与阻尼器中端板(12)之间留有空隙,以保证结构之间存在位移空间。
本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器以中端板12的中心轴呈完全对称结构,SMA导轨7于中端板12上下焊接布置共八个。本发明分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器的上下结构还可以上下换位后使用。
从上述方案可以看出,本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器中粘滞阻尼器结构先行抗阻,当受力达到一定值后,摩擦阻尼器连带共同作用,提供分阶段耗能减震能力。并且从本发明的结构上来看,其施工方便,可按设计要求充分发挥粘滞阻尼器在小位移下的耗能减震作用,吸收一定的地震能量,同时也能弥补大震作用下单纯的粘滞阻尼器耗能能力不足的问题。
进一步,摩擦阻尼器在开始滑动之前可以提供一定程度的结构刚度,滑动后可以提供较大程度的耗能能力;形状记忆合金的设置使摩擦耗能组件具有了一定的可恢复性,而粘滞组件具有长期使用不退化,使用寿命长的特点。本发明所涉及的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器的在提供了更加优秀的共同耗能效果同时,还实现了阻尼构件整体的耐久性,避免了部分损坏后造成的整体构件更换,分阶段实现了减震、耗能以及缓冲的目的,确保了结构在整个生命期内的安全性。
本发明的分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器的工作原理如下:
完成安装后,第一导杆1-1首先承受荷载开始位移,此时粘滞流体阻尼器因此位移开始工作,活塞1-3开始在粘滞流体1-6中向下位移,达到一定位移程度时,第一导杆1-1的下端与第二导杆1-2相接触,荷载将传递至第二导杆1-2以及与其相连的传力弹簧3,至此上第二端板8-2或下第二端板8-3因承受到荷载且并未固定而开始位移,与上第二端板8-2或下第二端板8-3相连接的第二摩擦板10-1或第四摩擦板10-2因连接而产生位移;与此同时,在上第二端板8-2或下第二端板8-3位移的过程中,SMA导轨7中的弹簧给予与其相连接的板反向的推力致使其回弹以达到可恢复功能,而形状记忆金属具有超弹性,因此也不会因为位移而造成塑性变形;由夹紧块16拉直固定的形状记忆合金丝17也由于上第二端板8-2或下第二端板8-3的位移而产生将与其连接的端板归于原位的拉力。
可以看出,本发明由粘滞阻尼器先行产生阻尼效应,当达到一定程度后通过阻尼器之间连接的传力弹簧实现摩擦以及粘滞两种方式共同产生阻尼效应的目的。以弹簧连接两结构并利用SMA来恢复摩擦阻尼器以期实现分阶段可恢复减震耗能的目的;本发明的在竖向力的作用下运用粘滞阻尼器和摩擦阻尼器之间的弹簧传力,来实现阻尼器分阶段消能减震的目的,克服传统阻尼器减震方式单一的特点。
阻尼器由工厂制作,先加工除去顶端板的结构,在侧端板结构间按预留间距放置垫块预留构件安装空间,在设计位置处焊接端板连接侧端板,撤去垫块,焊接顶端板,焊接加劲肋,阻尼器加工完成。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以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功效及所能达成的目的下,均仍应落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,包括顶端板(4-1)、底端板(4-2)、中端板(12)、侧端板(5)、第一阻尼单元、第二阻尼单元和复位单元,顶端板(4-1)设置于底端板(4-2)的上方,中端板(12)设置于顶端板(4-1)和底端板(4-2)的中间位置,侧端板(5)的上下两端分别与顶端板(4-1)和底端板(4-2)固定连接,中端板(12)与侧端板(5)固定连接,顶端板(4-1)、底端板(4-2)和中端板(12)相互平行,第一阻尼单元设置于顶端板(4-1)、中端板(12)以及侧端板(5)之间的空腔内,第二阻尼单元设置于中端板(12)、底端板(4-2)以及侧端板(5)之间的空腔内;
第一阻尼单元和第二阻尼单元结构相同且关于中端板(12)上下镜像对称,第一阻尼单元包括上第一端板(8-1)、上第二端板(8-2)、粘滞流体阻尼器以及摩擦耗能组件,上第一端板(8-1)和上第二端板(8-2)平行设置于顶端板(4-1)和中端板(12)之间,上第一端板(8-1)的两端与两侧的侧端板固定连接,粘滞流体阻尼器的上端与上第一端板(8-1)固定连接,粘滞流体阻尼器的第一导杆(1-1)贯穿上第一端板(8-1)以及顶端板(4-1),第一导杆(1-1)的下端正对设有第二导杆(1-2),第一导杆(1-1)和第二导杆(1-2)之间相距预设距离;第二导杆(1-2)的下端与上第二端板(8-2)连接,粘滞流体阻尼器壳体的下端固定连接有粘滞阻尼器盖板(11),粘滞阻尼器盖板(11)与上第二端板(8-2)之间留有预设距离,粘滞阻尼器盖板(11)的下端关于粘滞流体阻尼器的轴线对称固定垂直连接有第一侧挡板和第二侧挡板,第一侧挡板和第二侧挡板上下贯穿上第二端板(8-2)、中端板(12)以及第二阻尼单元的下第二端板(8-3)并与第二阻尼单元的粘滞阻尼器盖板固定连接,上第二端板(8-2)和下第二端板(8-3)均能相对于第一侧挡板以及第二侧挡板上下移动,其中下第二端板(8-3)为与上第二端板(8-2)对称的端板,第二阻尼单元的粘滞阻尼器盖板为与所述粘滞阻尼器盖板(11)对称的盖板;
第一阻尼单元和第二阻尼单元之间关于粘滞流体阻尼器的轴线对称设有复位单元,复位单元贯穿上第二端板(8-2)、中端板(12)以及所述下第二端板(8-3),复位单元与中端板(12)之间固定连接,复位单元与上第二端板(8-2)以及下第二端板(8-3)之间可滑动连接,复位单元能能够将上第二端板(8-2)施加向上的力、同时为下第二端板(8-3)施加向下的力;
上第一端板(8-1)和上第二端板(8-2)之间关于粘滞流体阻尼器的轴线对称设有所述摩擦耗能组件,摩擦耗能组件的上下两端分别与上第一端板(8-1)和上第二端板(8-2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,所述粘滞流体阻尼器中,壳体(1-7)内腔上部设有粘滞流体腔(1-7-1),壳体(1-7)内腔下部这有导向孔(1-7-2),第一导杆(1-1)贯穿粘滞流体腔(1-7-1),第一导杆(1-1)位于粘滞流体腔(1-7-1)内的部分设有与粘滞流体腔(1-7-1)适配的活塞(1-3),活塞(1-3)上设有阻尼孔(1-4),粘滞流体腔(1-7-1)内填充有粘滞流体(1-5),第一导杆(1-1)的下端伸入导向孔(1-7-2)的上端,第二导杆(1-2)的上端从插入导向孔(1-7-2)的上端插入所述导向孔(1-7-2)内,第二导杆(1-2)能够沿导向孔(1-7-2)自由滑动,第二导杆(1-2)的上端与第一导杆(1-1)的下端之间留有预设距离,第二导杆(1-2)的下端伸出于所述导向孔(1-7-2)的下端。
3.根据权利要求1所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,第二导杆(1-2)的下端与上第二端板(8-2)之间通过传力弹簧(3)连接。
4.根据权利要求1所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,所述复位单元采用SMA导轨(7),SMA导轨(7)包括导槽结构(7-1)以及弹簧(7-2),导槽结构(7-1)的中部与中端板(12)垂直固定连接,导槽结构(7-1)的上下两端分别贯穿上第二端板(8-2)以及下第二端板(8-3),导槽结构(7-1)上开设有导槽(7-1-1),所述弹簧(7-2)设置于导槽(7-1-1)内,上第二端板(8-2)以及下第二端板(8-3)分别与弹簧(7-2)的上下两端连接,导槽结构(7-1)与上第二端板(8-2)之间以及与下第二端板(8-3)之间能够相对滑动。
5.根据权利要求4所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,导槽结构(7-1)固定安装在所述第一侧挡板以及第二侧挡板上。
6.根据权利要求1所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,摩擦耗能组件包括N个第一摩擦耗能板和N-1个第二摩擦耗能板,N个第一摩擦耗能板间隔且相互平行设置,N-1个第二摩擦耗能板分别插入N个第一摩擦耗能板的间隔中,相邻的第一摩擦耗能板和第二摩擦耗能板表面相贴合;
N个第一摩擦耗能板的上端与上第一端板(8-1)垂直固定连接,N个第一摩擦耗能板的下端与上第二端板(8-2)之间留有预设距离,N-1个第二摩擦耗能板的下端与上第二端板(8-2)之间垂直固定连接,N-1个第二摩擦耗能板的上端与上第一端板(8-1)之间留有预设距离;
或者,N个第一摩擦耗能板的下端与上第二端板(8-2)垂直固定连接,N个第一摩擦耗能板的上端与上上第一端板(8-1)之间留有预设距离,N-1个第二摩擦耗能板的上端与上第一端板(8-1)之间垂直固定连接,N-1个第二摩擦耗能板的下端与上第二端板(8-2)之间留有预设距离。
7.根据权利要求6所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,第一摩擦耗能板与上第一端板(8-1)或上第二端板(8-2)之间通过螺栓固定连接,第二摩擦耗能板与上第一端板(8-1)或上第二端板(8-2)之间通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求6所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,所述第二摩擦耗能板的表面设有摩擦材料。
9.根据权利要求1所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,上第一端板(8-1)与上第二端板(8-2)之间连接有若干形状记忆合金丝(17),形状记忆合金丝(17)的两端分别与上第一端板(8-1)与上第二端板(8-2)固定连接,若干形状记忆合金丝(17)均匀分布在粘滞流体阻尼器的四周。
10.根据权利要求1所述的一种分阶段可恢复的粘滞-SMA摩擦复合阻尼器,其特征在于,侧端板(5)与顶端板(4-1)的连接处以及与底端板(4-2)的连接处均设有加劲肋(6)。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58146740A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Toshiba Corp | 粘性ダンパ |
JP2000160874A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-13 | Taisei Corp | 複合免震構造 |
KR100684936B1 (ko) * | 2005-11-24 | 2007-02-20 | 주식회사 서진클러치 | 히스테리시스를 위한 복수의 마찰판을 갖는 클러치 댐퍼디스크 조립체 |
CN104453007A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 中国建材国际工程集团有限公司 | 光伏电厂水平向摩擦粘滞复合阻尼限位装置 |
CN207211897U (zh) * | 2016-11-01 | 2018-04-10 | 燕山大学 | 多层板耗能自复位式sma‑压电摩擦阻尼器 |
CN108457168A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-28 | 东南大学 | 一种自定心粘滞流体阻尼器 |
CN109057075A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 同济大学 | 单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙 |
CN112854511A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 西安建筑科技大学 | 一种分阶粘滞-摩擦阻尼器 |
CN112854510A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 西安建筑科技大学 | 一种带有可更换钢插板的粘滞剪切型阻尼器 |
CN216516269U (zh) * | 2021-10-26 | 2022-05-13 | 西安建筑科技大学 | 一种复合拉压型阻尼器 |
-
2022
- 2022-06-09 CN CN202210648511.9A patent/CN115030589B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58146740A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Toshiba Corp | 粘性ダンパ |
JP2000160874A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-13 | Taisei Corp | 複合免震構造 |
KR100684936B1 (ko) * | 2005-11-24 | 2007-02-20 | 주식회사 서진클러치 | 히스테리시스를 위한 복수의 마찰판을 갖는 클러치 댐퍼디스크 조립체 |
CN104453007A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 中国建材国际工程集团有限公司 | 光伏电厂水平向摩擦粘滞复合阻尼限位装置 |
CN207211897U (zh) * | 2016-11-01 | 2018-04-10 | 燕山大学 | 多层板耗能自复位式sma‑压电摩擦阻尼器 |
CN108457168A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-28 | 东南大学 | 一种自定心粘滞流体阻尼器 |
CN109057075A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 同济大学 | 单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙 |
CN112854511A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 西安建筑科技大学 | 一种分阶粘滞-摩擦阻尼器 |
CN112854510A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 西安建筑科技大学 | 一种带有可更换钢插板的粘滞剪切型阻尼器 |
CN216516269U (zh) * | 2021-10-26 | 2022-05-13 | 西安建筑科技大学 | 一种复合拉压型阻尼器 |
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