CN201416607Y - 蜂窝式形状记忆合金多维减振器 - Google Patents
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Abstract
一种蜂窝式形状记忆合金多维减振器，属于土木工程及机械工程技术领域。主要由钢制法兰、蜂窝式形状记忆合金柱体、摩擦钢板、形状记忆合金绞线组成。其特征在于：形状记忆合金柱体一端与下法兰连接，另一端与摩擦钢板连接，柱体中间均匀对称分布有22个圆柱孔，类似蜂窝状；摩擦钢板中间通过14个高强螺栓与上法兰连接，摩擦钢板沿周边径向通过8组形状记忆合金绞线与钢制阻挡条连接；通过法兰上的螺栓孔将减振器固定于需要进行振动控制的部位。本实用新型的效果和益处是可以满足不同大小的振动作用时所需要的阻尼力，可抑制结构或构件在任意方向的振动，实现了结构的多维振动控制；且当振动结束时，该减振器会自动恢复到初始位置。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程及机械工程技术领域，涉及一种蜂窝式形状记忆合金多维减振器。
背景技术
传统的抗震设计是通过增强建筑物本身的刚度来抵御地震作用，即依靠结构本身来储存和消耗地震能量，以满足结构抗震设防标准，这种抗震方式缺乏自我调节能力，在不确定的地震作用下，很可能不满足安全性的要求。消能减震技术为结构抗震提供了一条合理有效的途径。被动耗能阻尼器的减振技术相对比较成熟，然而作为一种被动控制装置，出力大小单一，耐久性和耐腐蚀性是目前耗能器中普遍存在的问题。如粘弹性阻尼器易老化，粘滞阻尼器的维护，摩擦阻尼器在长期使用时的可靠性，软钢阻尼器的塑性残余变形等。
此外，大量的震害分析表明，许多工程结构(无论是对称结构，还是非对称结构)的破坏是由扭转振动产生的，而且往往震害较为严重，特别是复杂体型的高层建筑。它一旦破坏，将造成巨大的经济损失和人员伤亡。从国内外实际震害经验可以得出，地震时引起结构产生扭转振动的原因：一是由于地面质点间运动的差别，可使地面的每一部分不仅产生平动分量，而且也产生转动分量。这种转动分量迫使结构产生扭转振动；二是结构的质量中心和刚度中心不重合，地震时作用在质量中心的惯性力将对刚度中心产生扭转力矩，迫使结构产生平移扭转耦联的空间振动。在机械工程领域，扭转振动更是非常常见。但目前研制开发的阻尼器，通常仅具有单一方向的耗能减振能力，本身不易实现工程中的扭转振动控制。
形状记忆合金是一种新型功能材料，具有形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性。利用形状记忆合金的超弹性特性制作的被动耗能减振器可以克服上述问题。这类减振器与其他阻尼器相比，具有耐久性和耐腐蚀性能好、寿命长、变形大、可反复使用等优点。但现有的形状记忆合金减振器主要利用奥氏体形状记忆合金的阻尼特性，耗能能力有限，且不能根据不同大小的振动作用而提供不同的阻尼力。
因此，开发一种具有多维方向的减振能力、可根据振动作用大小分别提供不同的阻尼力、具有高阻尼特性和自复位特性的减振器对土木工程结构抵御地震灾害及机械工程减小不利振动都具有重要的现实意义。
发明内容
本实用新型提供了一种蜂窝式形状记忆合金多维减振器，其目的是解决现有被动阻尼器出力大小单一、有残余变形、耐久性差、仅具有单一方向减振能力以及耗能能力有限等问题。
本实用新型的技术方案如下：
蜂窝式形状记忆合金多维减振器，主要由钢制法兰、蜂窝式形状记忆合金柱体、摩擦钢板、形状记忆合金绞线组成。主要技术方案为：形状记忆合金柱体一端与下法兰连接，另一端与摩擦钢板连接，柱体中间均匀对称分布有22个圆柱孔，类似蜂窝状；摩擦钢板中间通过14个高强螺栓与上法兰连接，摩擦钢板沿周边径向通过8组形状记忆合金绞线与上法兰的钢制阻挡条连接；通过法兰上的螺栓孔将减振器固定于需要进行振动控制的部位。
当上、下法兰发生相对运动时，形状记忆合金柱体本身耗能、摩擦板与上法兰摩擦耗能、形状记忆合金绞线张拉耗能，这三部分均可提供耗能减振能力，可以抑制结构或构件在任意方向的振动，实现了结构的多维振动控制，当振动结束时，该减振器将会自动恢复到初始位置。由于形状记忆合金柱体本身的耗能能力、摩擦板与上法兰摩擦的耗能能力、形状记忆合金绞线张拉耗能能力的大小不一样，恰可以满足不同大小的振动作用时所需要的阻尼力。
本实用新型的效果和益处体现在克服了其他类阻尼器出力大小单一、有残余变形、耐久性差、仅具有单一方向的减振能力以及耗能能力有限等缺点，突出优点是实现了结构的多维振动控制，且可根据振动作用的大小分别提供不同的阻尼力。此外，该减振器可恢复变形大、具有较好的抗腐蚀、抗疲劳性、维护费用低、构造简单、安装方便，将会广泛的应用于工程结构及机械工程领域。
附图说明
图1是蜂窝式形状记忆合金多维减振器的侧立面。
图2是蜂窝式形状记忆合金多维减振器的俯视面。
图3是图1中蜂窝式形状记忆合金多维减振器的B-B剖面图。
图4是图1中蜂窝式形状记忆合金多维减振器的A-A剖面图。
图5是图2中蜂窝式形状记忆合金多维减振器的C-C剖面图。
图中：1.上法兰螺栓孔；2.上法兰；3.摩擦接触面；4.摩擦钢板；5.形状记忆合金柱体；6.钢制阻挡条；7.下法兰螺栓孔；8.下法兰；9.高强螺栓；10.形状记忆合金绞线。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的实施步骤。
步骤1.对工程结构进行分析，计算出所要控制的振动力大小，根据所要达到的性能要求，确定减振器的尺寸及参数。
步骤2.加工一个中间带有22个均匀对称分布圆柱孔的形状记忆合金柱体5，并将其一端与下法兰8连接，另外一端与摩擦钢板4连接。
步骤3.在上法兰2的下面焊接一个圆形钢制阻挡条6，阻隔条的半径略大于形状记忆合金柱体5。
步骤4.将摩擦钢板4通过14个高强螺栓9与上法兰2连接，摩擦钢板沿周边径向通过把8组形状记忆合金绞线10与上法兰的钢制阻挡条6连接。
步骤5.通过上下法兰上的螺孔1和7将减振器固定于需要进行振动控制的部位。
Claims (1)
1.一种蜂窝式形状记忆合金多维减振器，由钢制上法兰(2)、钢制下法兰(8)、蜂窝式形状记忆合金柱体(5)、摩擦钢板(4)、形状记忆合金绞线(10)、钢制阻挡条(6)和高强螺栓(9)组成；其特征在于：形状记忆合金柱体(5)一端与下法兰(8)连接，另一端与摩擦钢板(4)连接，形状记忆合金柱体(5)中间均匀对称分布有22个圆柱孔；摩擦钢板(4)中间通过14个高强螺栓(9)与上法兰(2)连接，摩擦钢板(4)沿周边径向通过8组形状记忆合金绞线(10)与上法兰(2)的钢制阻挡条(6)连接；通过法兰上的螺栓孔(1)和(7)将减振器固定于需要进行振动控制的部位。
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