CN208219897U - 一种箱式串联型sma摩擦复合阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，主要由阻尼器箱体、限位槽、滑槽、滑动板、圆形挡块、限位杆、形状记忆合金(SMA)丝和作动杆一、摩擦块和作动杆二构成。作动杆一穿过两块滑动板，且其上固定有一对圆形挡块，与滑动板内侧接触但不固定；作动杆二穿过阻尼器左侧壁与摩擦块左端固定。两块滑动板均比阻尼器箱体侧壁略低，并可在阻尼器箱体侧壁的滑槽中左右滑动，SMA丝固定于两滑动板之间；摩擦块比阻尼器箱体侧壁略高，两侧固定有限位杆，可在阻尼器箱体侧壁上的限位槽中滑动，轴心左侧留有圆形孔槽，使作动杆一向左运动时可以插入。摩擦块的最大静摩擦力等于SMA丝运动过程中的最大拉力，保证大振时，SMA丝先工作，而后摩擦块立即接着工作。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，涉及结构被动控制，特别涉及一种箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器。
背景技术
被动控制是一种不需要外部能源的减震控制技术，一般是在结构的某个部位附加一个子系统，或对结构自身的某些构件做构造上的处理以成交结构体系的动力特性。被动控制因其构造简单、造价低、易于维护且无需外部能源支持等优点成为目前应用开发的热点，许多被动控制技术已日趋成熟，并已在实际工程中得到广泛应用。
摩擦阻尼器是工程结构中常用的一种耗能减震装置，具有构造简单、性能稳定、耗能能力强的优点，但由于需要克服摩擦力才能启动，中小震很可能出现“抱死”，失去耗能能力,甚至放大结构的地震反应。SMA阻尼器易于启动，耐疲劳性能好，且可复位。两者结合制成的复合阻尼器将给被动控制技术开辟新的思路。如公开号CN101196017A设计了复合型形状记忆合金摩擦阻尼器，但SMA单元和摩擦单元同时起作用，仍然解决不了阻尼器启动难的问题；公开号CN202627247U虽然设计了一种串联式超弹性形状记忆合金摩擦阻尼器，由于是长条形板式阻尼器，仅在摩擦单元一端采用高强螺栓固定，且另一端的SMA单元构造复杂，整体稳定性较低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其构造简单、传力合理、性能稳定，充分利用SMA易于启动，摩擦阻尼器耗能能力强的优点，适用于不同强度的振动控制。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，包括带有顶盖11的阻尼器箱体1，在阻尼器箱体1内设置有摩擦耗能单元和SMA丝耗能单元，其中，
所述摩擦耗能单元主要由摩擦块2、限位杆8及作动杆二10组成，摩擦块2在阻尼器箱体1内，限位杆8固定于摩擦块2的前后端面，限位杆8两端在阻尼器箱体1前后侧壁的限位槽12中左右滑动，作动杆二10穿过阻尼器箱体1左侧壁固定连接摩擦块2的左侧面，摩擦块2的右侧面留有圆形孔槽，以减轻阻尼器重量，并使作动杆一9向左运动时可以插入；
所述SMA丝耗能单元主要由滑动板一3、滑动板二4、作动杆一9和SMA丝7组成，滑动板一3和滑动板二4相互平行且均竖直设置在阻尼器箱体1内，SMA丝7固定于滑动板一3和滑动板二4之间，滑动板一3的前后两端卡在阻尼器箱体1前后侧壁的滑槽一14中左右滑动，滑动板二4的前后两端卡在阻尼器箱体1前后侧壁的滑槽二15中左右滑动，作动杆一9依次穿过滑动板一3、滑动板二4和箱体1的右侧壁，且左端伸出滑动板一3，与摩擦块2的圆形孔槽对应。
所述摩擦块2与阻尼器箱体1底板以及顶盖11之间的摩擦力由顶盖11上的固定螺钉13提供。
所述摩擦块2比阻尼器箱体1侧壁高，滑动板一3与滑动板二4均比阻尼器箱体1侧壁略低。
所述SMA丝7施加有一定的预应力。
所述作动杆一9左端伸出滑动板一3的伸出长度大于滑槽一14的长度，小于摩擦块2圆形孔槽的长度。
所述作动杆二10连接在摩擦块2的左侧面中心位置，所述圆形孔槽在摩擦块2的右侧面中心位置，孔槽长度方向为摩擦块2的左右方向。
所述滑动板一3右侧设置有圆形挡块一5，滑动板二4左侧设置有圆形挡块二6，圆形挡块一5和圆形挡块二6均被作动杆一9穿过并固定于作动杆一9。
所述圆形挡块一5与滑动板一3接触但不固定，圆形挡块二6与滑动板二4接触但不固定，以保证作动杆一9左右运动时均能够带动滑动板运动，从而使SMA丝7始终受拉。
所述摩擦块2的最大静摩擦力等于SMA丝7的最大拉力，以保证大震时，SMA丝耗能单元先工作，而后摩擦耗能单元能够立即接着工作。
与现有技术相比，本发明具有的优点在于：构造简单、传力合理、性能稳定、适用范围广。当小震时，SMA即可启动，有效耗能；而当大震时，耗能单元转换，摩擦阻尼器工作，同样可以起到有效减振的作用。克服了摩擦耗能器在小震时摩擦面难以滑动，SMA阻尼器在大震时耗能不足的问题。
附图说明
图1为本发明所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器的平剖图。
图2为本发明所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器的前立面图。
图3为本发明所述滑动板一的左视图。
图中：1.阻尼器箱体；2.摩擦块；3.滑动板一；4.滑动板二；5.圆形挡块一；6.圆形挡块二；7.SMA丝；8.限位杆；9.作动杆一；10.作动杆二；11.顶盖；12.限位槽；13.固定螺钉；14.滑槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1，图2，图3所示，本发明一种箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，主要由阻尼器箱体1、顶盖11、固定螺钉13、滑动板一3、滑动板二4、作动杆一9、圆形挡块一5、圆形挡块二6、SMA丝7、滑槽一14、滑槽二15、摩擦块2、限位杆8、限位槽12及作动杆二10组成。
其中，滑动板一3、滑动板二4、作动杆一9、圆形挡块一5、圆形挡块二6、SMA丝7组成SMA丝耗能单元；摩擦块2、限位杆8及作动杆二10组成摩擦耗能单元。为保证大震时，SMA丝耗能单元先工作，而后摩擦耗能单元能接着立即工作，摩擦块2的最大静摩擦力等于SMA丝7运动过程中的最大拉力。作动杆一9穿过滑动板一3和滑动板二4和箱体1的右侧壁，且左端伸出滑动板一3；作动杆二10穿过阻尼器箱体1右侧壁与摩擦块2的左侧端面中心固定。SMA丝7固定于滑动板一3和滑动板二4之间，并施加一定的预应力以增加SMA丝7的耗能能力。阻尼器箱体1与顶盖11用固定螺钉13连接，以提供摩擦块2与箱体1底板和顶盖11之间的摩擦力。
摩擦块2轴心左侧留有圆形孔槽，以使作动杆一9向左运动时可以插入，同时减轻阻尼器重量。
在两滑动板内侧，作动杆一9上固定有一对圆形挡块，其与滑动板接触但不固定，以保证作动杆一9左右运动时均可带动滑动板运动，使SMA丝7始终受拉。即，在滑动板一3右侧设置圆形挡块一5，滑动板二4左侧设置圆形挡块二6，圆形挡块一5和圆形挡块二6均被作动杆一9穿过并固定于作动杆一9。圆形挡块一5与滑动板一3接触但不固定，圆形挡块二6与滑动板二4接触但不固定，以保证作动杆一9左右运动时均能够带动滑动板运动，从而使SMA丝7始终受拉。
为保证摩擦块2能够有效地产生摩擦，并防止滑动位移过大，摩擦块2应比阻尼器箱体1侧壁略高，且侧壁固定有限位杆8，可使摩擦块2在阻尼器箱体侧壁1上的限位槽12中滑动。
为保证SMA丝7单独工作，不发生摩擦，滑动板一3与滑动板二4均比阻尼器箱体1侧壁略低，并分别在阻尼器箱体1侧壁的滑槽一14和滑槽二15中左右滑动。
当振动发生时，作动杆一9先运动，此时不管向左还是向右运动，两块滑动板总有一块被滑槽卡住，另一块运动，SMA丝7受拉耗能，摩擦块2静止，作动杆二10相当于固定杆；当振动增强时，运动的滑动板也被滑槽卡住，此时SMA丝耗能单元静止不动，作动杆一9相当于固定杆，作动杆二10开始运动，带动摩擦块2产生滑动摩擦耗能。
Claims (9)
1.一种箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，包括带有顶盖(11)的阻尼器箱体(1)，其特征在于，在阻尼器箱体(1)内设置有摩擦耗能单元和SMA丝耗能单元，其中，
所述摩擦耗能单元主要由摩擦块(2)、限位杆(8)及作动杆二(10)组成，摩擦块(2)在阻尼器箱体(1)内，限位杆(8)固定于摩擦块(2)的前后端面，限位杆(8)两端在阻尼器箱体(1)前后侧壁的限位槽(12)中左右滑动，作动杆二(10)穿过阻尼器箱体(1)左侧壁固定连接摩擦块(2)的左侧面，摩擦块(2)的右侧面留有圆形孔槽；
所述SMA丝耗能单元主要由滑动板一(3)、滑动板二(4)、作动杆一(9)和SMA丝(7)组成，滑动板一(3)和滑动板二(4)相互平行且均竖直设置在阻尼器箱体(1)内，SMA丝(7)固定于滑动板一(3)和滑动板二(4)之间，滑动板一(3)的前后两端卡在阻尼器箱体(1)前后侧壁的滑槽一(14)中左右滑动，滑动板二(4)的前后两端卡在阻尼器箱体(1)前后侧壁的滑槽二(15)中左右滑动，作动杆一(9)依次穿过滑动板一(3)、滑动板二(4)和箱体(1)的右侧壁，且左端伸出滑动板一(3)，与摩擦块(2)的圆形孔槽对应。
2.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述摩擦块(2)比阻尼器箱体(1)侧壁高，滑动板一(3)与滑动板二(4)均比阻尼器箱体(1)侧壁略低。
3.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述SMA丝(7)施加有一定的预应力。
4.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述作动杆一(9)左端伸出滑动板一(3)的伸出长度大于滑槽一(14)的长度，小于摩擦块(2)圆形孔槽的长度。
5.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述作动杆二(10)连接在摩擦块(2)的左侧面中心位置，所述圆形孔槽在摩擦块(2)的右侧面中心位置，孔槽长度方向为摩擦块(2)的左右方向。
6.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述滑动板一(3)右侧设置有圆形挡块一(5)，滑动板二(4)左侧设置有圆形挡块二(6)，圆形挡块一(5)和圆形挡块二(6)均被作动杆一(9)穿过并固定于作动杆一(9)。
7.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述圆形挡块一(5)与滑动板一(3)接触但不固定，圆形挡块二(6)与滑动板二(4)接触但不固定，以保证作动杆一(9)左右运动时均能够带动滑动板运动，从而使SMA丝(7)始终受拉。
8.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述摩擦块(2)的最大静摩擦力等于SMA丝(7)的最大拉力，以保证大震时，SMA丝耗能单元先工作，而后摩擦耗能单元能够立即接着工作。
9.根据权利要求1所述箱式串联型SMA摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述摩擦块(2)与阻尼器箱体(1)底板以及顶盖(11)之间的摩擦力由顶盖(11)上的固定螺钉(13)提供。
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