CN204435591U - 形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器 - Google Patents

Abstract

形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器，包括上法兰盘和下法兰盘，上法兰盘下表面设有上滑道，下法兰盘上表面设有与上滑道平行的下滑道，上滑道通过上摩擦副滑动连接有至少两个上滑块，相邻两个上滑块之间通过上形状记忆合金丝连接，下滑道通过下摩擦副滑动连接有下滑块，下滑块的数目比上滑块多一个，任意一个上滑块分别与两侧下方的下滑块通过一根连杆连接，连杆上端和下端分别与上滑块和下滑快铰接，下法兰盘上表面设有位于下轨道两端的限位件。本实用新型综合利用了形状记忆合金的自复位能力和摩擦元件高耗能特点，可实现工程结构在垂向振动控制和自行复位的目的。

Description

形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器

技术领域

    本实用新型属于土木结构防灾减灾技术领域，具体涉及一种形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器。

背景技术

工程结构抗震是工程技术领域内必须研究的重点课题之一。强烈的地震带来的沉痛灾难有目共睹，大量建筑结构在强震作用下毁于一旦，从而造成巨大的经济和社会损失。因此在土木结构设计中，必须对结构进行科学且严格的抗震设计。结构振动控制技术为抗震设计提供有效的设计方法和途径。结构振动控制是通过吸振、隔振或者通过外部主动输入能量来控制工程主体结构的振动水平，以免强烈的振动导致工程结构的破坏或损伤。在实际工程中，是通过在结构中装设某种元件或者装置来改变结构的动力学特性，从而达到结构振动控制的目的。

传统隔振技术作为主要的结构振动控制手段已经非常成熟，但目前工程上应用的隔振装置仍存在的问题有：震后自复位性能差，比如摩擦阻尼器和软刚阻尼器等；较难维护，比如粘滞阻尼器等；耐久性和抗腐蚀性差，比如橡胶隔振器的橡胶垫易老化。形状记忆合金是一种新型材料，具有独特的形状记忆效应和伪弹性（超弹性）。其中形状记忆效应使该合金具有较强的耗能能力，而伪弹性使形状记忆合金具有大变形自回复能力和一定的滞后耗能能力，并且具备优秀的耐腐蚀、抗疲劳性能，利用其构造的隔振器可以克服目前隔振器的上述缺陷。但是单纯利用伪弹性形状记忆合金构造阻尼器，显得耗能能力不足。而综合利用形状记忆合金的伪弹性和形状记忆效应会使结构参数设计过于复杂，且造价较高，而不便于工程应用。

中国专利公开号为CN 103899705 A公开了一种复合形状记忆合金阻尼器，利用由泡沫橡胶隔振垫构构成弹性元件和形状记忆合金滞回耗能特性进行减振，但是，利用弹性元件耗能减振效果有限，另外，不同的安装空间，阻尼器的结构尺寸不易调整，基本要需要重新设计阻尼器。因此，亟需设计出一种新型的复合隔振器来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种自复位能力强、易于维护、耗能高、抗疲劳性强和抗腐蚀性好的形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器，包括水平设置的上法兰盘和下法兰盘，上法兰盘下表面设有上滑道，下法兰盘上表面设有与上滑道平行的下滑道，上滑道通过上摩擦副滑动连接有至少两个上滑块，相邻两个上滑块之间通过上形状记忆合金丝连接，下滑道通过下摩擦副滑动连接有下滑块，下滑块的数目比上滑块多一个，相邻两个下滑块之间通过下形状记忆合金丝连接，任意一个上滑块均位于两个下滑块之间的下形状记忆合金丝中点的正上方，任意一个上滑块分别与两侧下方的下滑块通过一根连杆连接，连杆上端和下端分别与上滑块和下滑快铰接，下法兰盘上表面设有位于下轨道两端的限位件。

所述限位件包括固定设在下法兰盘上的挡块/环，挡块/环内侧设有与下滑块顶压配合的橡胶块/圈。

所述下形状记忆合金丝两端分别通过下夹具与下滑块连接，上形状记忆合金丝两端分别通过上夹具与上滑块连接。

采用上述技术方案，当阻尼器安装于工程结构上时，在结构受压或发生垂向碰撞时，将发生垂向相对位移，此时结构通过摩擦副耗能。与此同时形状记忆合金丝伸缩变形，由于其具有伪弹性，在卸载时形状记忆合金会使其结构自动复位，同时也会耗散掉部分能量，以减轻结构的振动。

在变形过大时，限位件可以控制结构的最大变形，同时橡胶块/圈的弹性可以降低振动。

上法兰盘和下法兰盘上分别加工有上滑道和下滑道，上滑块和下滑块可分别在上滑道和下滑道内横向移动。

上滑块和下滑快的数量及其布置根据减振要求及工程结构的安装空间确定。

滑快和连杆的数量可调，滑块在滑道的位置可以全部自由，也可以部分固定。

上法兰盘和下法兰盘是否设置安装孔及安装孔孔的布置根据减振结构的实际情况进行确定。

滑道底面内及滑块底部粘结聚四氟乙烯形成滑动摩擦副。

形状记忆合金丝穿过滑块后，端部用夹具进行夹紧固定。形状记忆合金丝是单根或是数根。形状记忆合金丝为NITI合金。

本实用新型综合利用了形状记忆合金的自复位能力和摩擦元件高耗能特点，可实现工程结构在垂向的振动控制和自行复位的目的。并且设置弹性限位装置控制结构的最大变形，同时也能够降低振动。该阻尼器结构简单，易于加工，安装方便灵活，适用性强，而且耐久性与抗腐蚀性强，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器，包括水平设置的上法兰盘1和下法兰盘2，上法兰盘1下表面设有上滑道3，下法兰盘2上表面设有与上滑道3平行的下滑道4，上滑道3通过上摩擦副7滑动连接有至少两个上滑块5，相邻两个上滑块5之间通过上形状记忆合金丝6连接，下滑道4通过下摩擦副8滑动连接有下滑块9，下滑块9的数目比上滑块5多一个，相邻两个下滑块9之间通过下形状记忆合金丝10连接，任意一个上滑块5均位于两个下滑块9之间的下形状记忆合金丝10中点的正上方，任意一个上滑块5分别与两侧下方的下滑块9通过一根连杆11连接，连杆11上端和下端分别与上滑块5和下滑快铰接，下法兰盘2上表面设有位于下轨道两端的限位件。

限位件包括固定设在下法兰盘2上的挡块/环12，挡块/环12内侧设有与下滑块9顶压配合的橡胶块/圈13。

下形状记忆合金丝10两端分别通过下夹具14与下滑块9连接，上形状记忆合金丝6两端分别通过上夹具15与上滑块5连接。

当阻尼器安装于工程结构上时，在结构受压或发生垂向碰撞时，将发生垂向相对位移，此时结构通过摩擦副耗能。与此同时形状记忆合金丝伸缩变形，由于其具有伪弹性，在卸载时形状记忆合金会使其结构自动复位，同时也会耗散掉部分能量，以减轻结构的振动。

在变形过大时，限位件可以控制结构的最大变形，同时橡胶块/圈13的弹性可以降低振动。

上法兰盘1和下法兰盘2上分别加工有上滑道3和下滑道4，上滑块5和下滑块9可分别在上滑道3和下滑道4内横向移动。

上滑块5和下滑快的数量及其布置根据减振要求及工程结构的安装空间确定。

滑快和连杆11的数量可调，滑块在滑道的位置可以全部自由，也可以部分固定。

上法兰盘1和下法兰盘2是否设置安装孔及安装孔孔的布置根据减振结构的实际情况进行确定。

滑道底面内及滑块底部粘结聚四氟乙烯形成滑动摩擦副。

形状记忆合金丝穿过滑块后，端部用夹具进行夹紧固定。形状记忆合金丝是单根或是数根。形状记忆合金丝为NITI合金。

本实用新型综合利用了形状记忆合金的自复位能力和摩擦元件高耗能特点，可实现工程结构在垂向振动控制和自行复位的目的。并且设置弹性限位装置控制结构的最大变形，同时也能够降低振动。该阻尼器结构简单，易于加工，安装方便灵活，适用性强，而且耐久性与抗腐蚀性强，具有广阔的应用前景。

本实用新型的具体安装步骤如下：

步骤1：对工程结构进行动力学分析，根据减振性能要求及工程结构安装空间来设计阻尼器的具体参数。

步骤2：在上法兰盘1和下法兰盘2上分别加工上滑道3和下滑道4，并在上滑道3和下滑道4底部粘结聚四氟乙烯。

步骤3：在上滑块5和下滑块9上设置内孔以分别安装上形状记忆合金丝6和下形状记忆合金丝10，底部粘结聚四氟乙烯，确定连杆11连接位置。

步骤4：在上滑道3和下滑道4内分别布置上滑块5和下滑块9，用连杆11连接不同滑道之间的滑块。

步骤5：用形状记忆合金丝连接同一滑道上的滑块，端部用夹具进行固定。

步骤6：确定限位件的位置并设置限位件。

步骤7：通过上法兰盘1和下法兰盘2与工程结构相连。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器，其特征在于：包括水平设置的上法兰盘和下法兰盘，上法兰盘下表面设有上滑道，下法兰盘上表面设有与上滑道平行的下滑道，上滑道通过上摩擦副滑动连接有至少两个上滑块，相邻两个上滑块之间通过上形状记忆合金丝连接，下滑道通过下摩擦副滑动连接有下滑块，下滑块的数目比上滑块多一个，相邻两个下滑块之间通过下形状记忆合金丝连接，任意一个上滑块均位于两个下滑块之间的下形状记忆合金丝中点的正上方，任意一个上滑块分别与两侧下方的下滑块通过一根连杆连接，连杆上端和下端分别与上滑块和下滑快铰接，下法兰盘上表面设有位于下轨道两端的限位件。

2.根据权利要求1所述的形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器，其特征在于：所述限位件包括固定设在下法兰盘上的挡块/环，挡块/环内侧设有与下滑块顶压配合的橡胶块/圈。

3.根据权利要求1或2所述的形状记忆合金摩擦大行程自复位阻尼器，其特征在于：所述下形状记忆合金丝两端分别通过下夹具与下滑块连接，上形状记忆合金丝两端分别通过上夹具与上滑块连接。