CN206449155U - 一种新型sma—双出杆粘滞阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器,包括密封的阻尼器壳体，在阻尼器壳体的内腔中设有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞上分别连接第一活塞杆和第二活塞杆；第一活塞与阻尼器壳体的内腔围成第一阻尼室，第二活塞与阻尼器壳体的内腔围成第二阻尼室，阻尼器壳体的内腔中填充牛顿液体；阻尼器壳体的一侧设有移动端盖，移动端盖与第一活塞杆固定连接，阻尼器壳体的另一侧设有保护外壳，保护外壳与第二活塞杆固定连接，在阻尼器壳体外侧的中心位置设有多个环形排布的滑动块，滑动块与保护外壳之间，滑动块与移动端盖之间通过耗能丝连接。该阻尼器采用双活塞杆形式设计，SMA耗能丝可在低频条件下提供稳定的阻尼力。

Description

一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器

技术领域

本实用新型涉及SMA阻尼器领域，尤其是一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器。

背景技术

目前国内外学者对SMA在被动阻尼器的开发与应用方面进行了大量的研究。Dolce等开发了两种兼具自复位和耗能功能的SMA支撑。每种支撑均包括两组SMA装置,一组是奥氏体SMA丝,起自复位作用;另一组是马氏体SMA棒或串联的奥氏体SMA丝,起耗能作用。Zhang等采用超弹性NiTi铰线设计了一种可重复使用的迟滞阻尼器(RHD)。国内的李惠等设计了拉伸型和剪刀型阻尼器;左晓宝等提出了一种SMA复合摩擦阻尼器;倪立峰等、薛素铎等以及彭刚等也相继提出了不同形式的SMA阻尼器。然而,开发设计出而对于地下结构的抗浮设计与验算方法，仅仅依据现行规范并没有很好的评估方法。

粘滞阻尼器的主要作用是为结构体系提供附加阻尼，通过粘性介质和阻尼器结构部件的相互作用产生阻尼力，起到耗散地震输入能量的目的，保证结构构件安全。通过结构减震体系必须具备的基本特性，我们不难发现：普通粘滞阻尼器恢复力相对较小，且本身的阻尼C不大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中粘滞阻尼器所存在的缺陷，提供一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器,包括密封的阻尼器壳体，在阻尼器壳体的内腔中设有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞上分别连接第一活塞杆和第二活塞杆；

第一活塞与阻尼器壳体的内腔围成第一阻尼室，第二活塞与阻尼器壳体的内腔围成第二阻尼室，阻尼器壳体的内腔中填充牛顿液体；

阻尼器壳体的一侧设有移动端盖，移动端盖与第一活塞杆固定连接，阻尼器壳体的另一侧设有保护外壳，保护外壳与第二活塞杆固定连接，在阻尼器壳体外侧的中心位置设有多个环形排布的滑动块，滑动块与保护外壳之间，滑动块与移动端盖之间通过耗能丝连接；

阻尼器壳体的外侧设有导向套，导向套包覆在阻尼器壳体的外侧，滑动块的两侧分别与导向套的内壁以及阻尼器壳体的外壁接触，导向套与阻尼器壳体之间的空间形成滑动块的滑动导轨槽。

上述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，所述牛顿液体为可压缩硅油。

上述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，所述耗能丝为SMA耗能丝，材质为NiTi合金丝。

上述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，多个耗能丝在阻尼器壳体的外侧均匀排布。

上述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，滑动块与保护外壳之间，滑动块与移动端盖之间加装6组共12根SMA耗能丝。

本实用新型的有益效果为：该阻尼器采用双活塞杆形式设计，并且需要提高耗能减震装置在低频激励下的阻尼特性，而加载频率对形状记忆合金的超弹性滞回耗能能力影响并不明显,因此SMA耗能丝可在低频条件下提供稳定的阻尼力。

利用SMA耗能丝的超弹性滞回耗能的特点,在普通双活塞杆粘滞阻尼器的保护外壳上加装6组共12根SMA耗能丝。每组2根SMA耗能丝一端固定,另一端锚固在滑动块上，滑动块位于阻尼器壳体外侧的中心位置,使两根合金丝均产生预应变，当粘滞阻尼器的两个活塞杆产生相对位移时,其粘滞阻尼发生作用。除此之外,活塞杆带动滑动块产生位移,带动滑动块两侧的SMA耗能丝左右运动。其中滑动块一侧的SMA耗能丝被拉伸则另一侧的SMA耗能丝收缩,滑动块左右两侧的SMA耗能丝共同作用,也将形成围绕起始点饱满的滞回曲线,实现耗能。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器,包括密封的阻尼器壳体1，在阻尼器壳体1的内腔中设有第一活塞2和第二活塞3，第一活塞2和第二活塞3上分别连接第一活塞杆4和第二活塞杆5；

第一活塞2与阻尼器壳体1的内腔围成第一阻尼室6，第二活塞3与阻尼器壳体1的内腔围成第二阻尼室7，阻尼器壳体1的内腔中填充牛顿液体；

阻尼器壳体1的一侧设有移动端盖8，移动端盖8与第一活塞杆4固定连接，阻尼器壳体1的另一侧设有保护外壳9，保护外壳9与第二活塞杆5固定连接，在阻尼器壳体1外侧的中心位置设有多个环形排布的滑动块10，滑动块10与保护外壳9之间，滑动块10与移动端盖8之间通过耗能丝连接，耗能丝为SMA耗能丝11，材质为NiTi合金丝；

进一步，阻尼器壳体1的外侧设有导向套12，导向套12包覆在阻尼器壳体1的外侧，滑动块10的两侧分别与导向套12的内壁以及阻尼器壳体1的外壁接触，导向套12与阻尼器壳体1之间的空间形成滑动块10的滑动导轨槽，导向套12对滑动块10起到导向的作用，在SMA耗能丝11拉伸的过程中，滑动块10移动稳定。

在本实用新型中，牛顿液体为可压缩硅油，多个耗能丝在阻尼器壳体1的外侧均匀排布，滑动块10与保护外壳9之间，滑动块10与移动端盖8之间加装6组共12根SMA耗能丝11。

阻尼器壳体1、第一活塞2、第二活塞3、第一活塞杆4、第二活塞杆5以及阻尼器壳体1内腔中填充的牛顿液体组成基本的粘滞阻尼器，第一活塞杆4、第二活塞杆5与建筑物上的支撑件连接，在产生震动的过程中，通过第一活塞杆4、第二活塞杆5端部的第一活塞2和第二活塞3在阻尼器壳体1内移动压缩牛顿液体来达到阻尼耗能的作用，从而缓冲地震产生的振动力，将建筑物受到的冲击力降到最低。

该阻尼器采用双活塞杆形式设计；并且需要提高耗能减震装置在低频激励下的阻尼特性，而加载频率对形状记忆合金的超弹性滞回耗能能力影响并不明显,因此SMA耗能丝可在低频条件下提供稳定的阻尼力。

利用SMA耗能丝11的超弹性滞回耗能的特点,在普通双活塞杆粘滞阻尼器的保护外壳上加装6组共12根SMA耗能丝。每组2根SMA耗能丝11一端固定,另一端锚固在滑动块10上，滑动块10位于阻尼器壳体1外侧的中心位置,使两根SMA耗能丝11均产生预应变，当粘滞阻尼器的两个活塞杆产生相对位移时,其粘滞阻尼发生作用。除此之外,活塞杆带动滑动块10产生位移,带动滑动块两侧的SMA耗能丝11左右运动。其中滑动块10一侧的SMA耗能丝被拉伸则另一侧的SMA耗能丝收缩,滑动块左右两侧的SMA耗能丝共同作用,也将形成围绕起始点饱满的滞回曲线,实现耗能。

粘滞阻尼器一般可使结构的水平地震加速度降低40%左右，从而消除或有效地减轻结构和结构内部设施的地震破坏，提高建筑物及其内部设施和人员的安全性，增加了震后建筑物继续使用的功能。由于粘滞阻尼器是无刚度速度相关性阻尼器，所以在低频激励下对结构阻尼特性的提高并不明显，而本文设计的SMA-粘滞阻尼器正是利用了SMA耗能丝11超弹性滞回耗能能力和形状记忆效应，正好弥补了粘滞阻尼器的不足，并且使得整个粘滞阻尼器的耗能效果更好。

将 SMA-粘滞阻尼器的工作状态分为两个形态：

1）工作状态Ⅰ：由于形状记忆合金(SMA耗能)丝开始处于被拉伸状态，有一定的预应变，在低频激励下，由形状记忆合金丝主要耗能；由于粘滞阻尼器是速度相关性阻尼器，低频激励下结构振动不明显，所以粘滞阻尼器部分此时由合金丝带动辅助耗能。

2）工作状态Ⅱ：在高频激励如地震动、强风等的作用下，SMA-粘滞阻尼器由 SMA耗能丝和粘滞阻尼器共同作用，一同耗能。此时，由于结构的速度和加速度较大，所以粘滞阻尼器能够充分发挥作用，成为主要耗能部分，并且通过SMA的辅助耗能，耗能效果比普通的粘滞阻尼器效果好很多。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器,包括密封的阻尼器壳体，其特征在于，在阻尼器壳体的内腔中设有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞上分别连接第一活塞杆和第二活塞杆；

第一活塞与阻尼器壳体的内腔围成第一阻尼室，第二活塞与阻尼器壳体的内腔围成第二阻尼室，阻尼器壳体的内腔中填充牛顿液体；

阻尼器壳体的一侧设有移动端盖，移动端盖与第一活塞杆固定连接，阻尼器壳体的另一侧设有保护外壳，保护外壳与第二活塞杆固定连接，在阻尼器壳体外侧的中心位置设有多个环形排布的滑动块，滑动块与保护外壳之间，滑动块与移动端盖之间通过耗能丝连接；

阻尼器壳体的外侧设有导向套，导向套包覆在阻尼器壳体的外侧，滑动块的两侧分别与导向套的内壁以及阻尼器壳体的外壁接触，导向套与阻尼器壳体之间的空间形成滑动块的滑动导轨槽。

2.根据权利要求1所述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，其特征在于，所述牛顿液体为可压缩硅油。

3.根据权利要求1所述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，其特征在于，所述耗能丝为NiTi合金丝。

4.根据权利要求1所述的一种新型SMA—双出杆粘滞阻尼器，其特征在于，多个耗能丝在阻尼器壳体的外侧均匀排布。