CN206554597U - 一种应用于高耸圆柱塔风振控制的形状记忆合金拉索 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种应用于高耸圆柱塔风振控制的形状记忆合金拉索。包括拉索本体和安装在拉索两端的锚具。所述的拉索本体包括SMA丝、高密度聚酯纤维带和高密度聚乙烯护套。固定端锚具由防水罩、减震器、预埋管、锚头、锚垫板、球形垫板、球形螺母组成。拉索下端利用固定端锚具与地面连接并成一定的角度，把预埋管的一部分埋入混凝土面，在预埋管与拉索处安装防水罩和减震器。拉索上端利用单耳接头、六角螺栓和六角螺母与塔壁的连接件紧固。该SMA拉索装置减振性和防腐性好，使用寿命较长，对圆柱塔的振动能够进行有效控制。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种形状记忆合金(SMA)拉索，用于对高耸圆柱塔的风振控制。
背景技术：
高耸圆柱塔是石油化工行业中常见的设备。随着生产需求的不断发展，圆柱塔的高柔程度逐渐提高，因而风载荷作用下极易发生剧烈振动。传统普通钢拉索装置很难对高耸圆柱塔的振动进行有效控制，而且因钢拉索失效而导致圆柱塔受风振影响明显而无法正常工作的情况也时有发生，严重时圆柱塔可能倒塌。
目前传统的普通钢拉索存在的缺点：阻尼小、弹性小、减振效果差、在风载荷作用下容易发生不可恢复的变形，甚至会发生断裂失效，且普通钢拉索在长期使用中容易被腐蚀，尤其在拉索本体与固定端锚具的锚头连接处容易进水，导致锚头内钢丝易被雨水腐蚀，缩短了普通钢拉索的使用寿命。
实用新型内容：
本实用新型为了克服目前传统钢拉索减风振效果差、易被腐蚀、易断裂失效等上述现有技术的不足，提供了一种减振效果好、不易被腐蚀、强度高、抗疲劳性好的SMA拉索。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种防风振的SMA 拉索，包括拉索本体和安装在拉索两端的锚具。所述的拉索本体包括SMA丝、高密度聚酯纤维带和高密度聚乙烯护套。固定端锚具由防水罩、减震器、预埋管、锚头、锚垫板、球形垫板、球形螺母组成。拉索下端利用固定端锚具与地面连接并成一定的角度，把预埋管的一部分埋入混凝地面，在预埋管与拉索处安装防水罩和减震器。拉索上端利用单耳接头、六角螺栓和六角螺母与塔壁的连接件紧固。本实用新型拉索是利用两条施加了一定预应变的SMA拉索对称安装在高耸圆柱塔的两侧。
采用上述方案的优点：防水罩阻止雨水的进入，提高了拉索的防腐效果；减震器提高了SMA拉索本体的稳定性；SMA拉索本身具有的高防腐性能，再依靠高密度聚乙烯材料气密性、水密性性能好的特点，达到了对SMA拉索进行双重防腐的效果，故不需要再添加防腐油脂层；SMA拉索可恢复应变高达 6％-8％，并且强度高、抗疲劳性与耐磨性能极好，解决了普通刚丝拉索的阻尼小、弹性小、减振效果差、在风振作用下容易发生不可恢复的变形甚至会发生断裂失效等这些问题。
附图说明：
图1为本实用新型整体结构示意图
图2为SMA拉索与地面、高耸圆柱塔塔壁的连接示意图
图3、图4分别为SMA拉索与高耸圆柱塔塔壁连接的正视图和俯视图
图5为SMA拉索断面图
具体实施方式：
为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型方案进行完整描述。
首先说明本实用新型原理：拉索采用SMA材料，根据安装地的自然环境和所提供的资料，得到其近年来大概率风向，沿该风向安装SMA拉索。在图 1所示平面内横向风载荷作用下，高耸圆柱塔结构会发生振动且产生偏移，从而引起一侧拉索伸长，另一侧拉索缩短。圆柱塔所受风载荷较小且SMA拉索所受拉力在其弹性极限内时，SMA拉索仅依靠其弹性性能就能控制塔的振动。而在圆柱塔受强风载荷作用且SMA拉索所受拉力超过其弹性极限时，SMA拉索具有超弹性滞回特性。在不同强度的强风载荷作用下，由于SMA的超弹性滞回特性，两侧的SMA拉索会随圆柱塔的往复振动交替出现加卸载情况，形成大小不等的封闭滞后环，这样就能消耗圆柱塔一定的振动能量，使得SMA拉索结构起到耗能减振的作用。
如图1到图5所示：一种防风振的SMA拉索装置2，包括拉索本体3 和安装在拉索两端的锚具：与地面固定端：防水罩4,减震器5,预埋管7,锚头8, 锚垫板9,球形垫板10,球形螺母11；与塔壁连接端：单耳接头12,六角螺栓和六角螺母13。
具体的，圆柱塔1的两侧对称安装两条SMA拉索结构2。SMA拉索3 包括：SMA丝16,高密度聚酯纤维带17,高密度聚乙烯护套18。高密度聚酯纤维带具有很好的保形性，能很好的保持SMA拉索内部SMA纤维的形状。SMA拉索在安装前须施加一定的预应变，以保证其工作过程中始终处于受拉状态。固定端锚具由防水罩4、减震器5、预埋管7、锚头8、锚垫板9、球形垫板10、球形螺母11组成。拉索下端利用固定端锚具与地面连接并成一定的角度，把预埋管7的一部分埋入混凝土地面6，在预埋管7与拉索3处安装防水罩4和减震器5。防水罩提高了拉索的防腐效果；减震器提高了SMA拉索本体的稳定性。拉索上端利用单耳接头12、六角螺栓和六角螺母13与塔壁15的连接件14紧固，进一步增强SMA拉索的稳定性。
显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一个例子，而不是全部的实施例，凡对本实用新型做的其他简单修改均属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种应用于圆柱塔风振控制的SMA拉索装置，包括SMA拉索(3)、防水罩(4)、减震器(5)、预埋管(7)、锚头(8)、锚垫板(9)、球形垫板(10)、球形螺母(11)、单耳接头(12)、六角螺栓和六角螺母(13)、连接件(14)；SMA拉索(3)包括SMA丝(16)、高密度聚酯纤维带(17)、高密度聚乙烯护套(18)；拉索下端利用固定端锚具与地面连接并成一定的角度，在预埋管(7)与SMA拉索(3)之间安装减震器(5)；拉索上端利用单耳接头(12)、六角螺栓和六角螺母(13)与塔壁(15)的连接件(14)紧固。
2.根据权利要求1所述的SMA拉索装置，其材料特性是：完全奥氏体弹性模量DA＝75GPa，完全马氏体弹性模量DM＝26.3GPa，马氏体相变临界转变线斜率CM＝10MPa/℃，奥氏体相变临界转变线斜率CA＝13.8MPa/℃，奥氏体相变开始温度As＝-18.5℃，奥氏体相变结束温度Af＝-6℃，马氏体相变开始温度Ms＝-37.4℃，马氏体相变结束温度Mf＝-46℃；初应变0.03，最大可恢复应变0.079。
3.根据权利要求1所述的SMA拉索装置，所使用的减震器为橡胶减震器。
4.根据权利要求1所述的SMA拉索装置，所使用的防水罩为亚光不锈钢防水罩。
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