CN213390655U - 一种自复位sma-铅粘弹性阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自复位SMA‑铅粘弹性阻尼器，包括上层钢板、下层钢板以及位于上、下层钢板之间并能相对上、下层钢板前后运动的中间钢板，中间钢板和上层钢板之间以及中间钢板和下层钢板之间均通过粘弹性材料层连接在一起；还包括穿过上、下层钢板、中间钢板和粘弹性材料层的铅芯；中间钢板两端还安装有弹性复位装置。本实用新型自复位SMA‑铅粘弹性阻尼器构造简单、便于生产和安装，铅芯以及粘弹性材料层在剪切变形时可以极大地耗散地震能量，减轻结构的振动反应，进而降低地震载荷对结构的破坏程度，同时具有自复位功能，减小残余变形。

Description

一种自复位SMA-铅粘弹性阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种自复位SMA-铅粘弹性阻尼器。

背景技术

现有的铅粘弹性复合阻尼器多没有很好的自复位功能，而具有自复位功能的SMA复合阻尼器的耗能能力具有一定的局限性。2018年5月21日国家知识产权局公布了“一种三滑块全复位型SMA摩擦阻尼器”的实用新型专利（公告号为：CN 108457515 A），该专利主要由阻尼器箱体、摩擦滑块、连接滑块、辅助弹簧、复位丝、耗能丝、滑动杆、作动杆、连接杆组成。阻尼器箱体中左右对称各布置一个摩擦滑块，中心处布置一个连接滑块。作动杆穿过左摩擦滑块中心与连接滑块固定；连接杆穿过箱体右侧壁并深入到右侧摩擦滑块中。形状记忆合金丝一端固定在箱体侧壁上，另一端穿过摩擦滑块和连接滑块折回后固定在箱体侧壁的同一侧。摩擦滑块的前后两侧分别有一对滑动杆，复位丝对称固定在两对滑动杆之间。当两端发生相对位移时，作动杆带动中间滑块发生摩擦同时带动形状记忆合金丝耗能，并能够完全复位。该技术方案的缺陷在于固定在滑块上的形状记忆合金丝在作动杆移动时两侧受力不同，只有一侧起到自复位作用，材料的利用率不高，同时摩擦滑块提供的摩擦力有限，耗能能力有限。2019年6月20日国家知识产权局公布了“一种自复位粘弹性阻尼器”的实用新型专利（公告号为：CN 210421489 U），一种自复位粘弹性阻尼器主要由钢板组合构件、活塞构件、箱型构件、底板、紧固件、弹性件和耗能构件钢板组合构件包括翼缘板和腹板；耗能构件的数量为多个，耗能构件包括连接板和由粘弹性阻尼材料制成的耗能件；两块连接板平行布置，且通过多个连接件分别与活塞构件和箱型构件的侧板紧固连接；耗能件固定在两块连接板之间。地震作用下，连接板剪切粘弹性材料耗能，弹性体具有自复位作用。该技术的缺陷：粘弹性材料剪切部位钢板采用螺栓连接容易产生变形影响耗能效果，弹性体处于压缩状态会影响自复位效果，且上下两段弹性体的设计并没有特别的作用，利用率不高。采用多块板作为耗能构件时，粘弹性层可能发生破坏无法共同耗能，且构造相对而言较复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种构造简单，便于生产和安装的自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，可以极大地耗散地震能量，减轻结构的振动反应，进而降低地震载荷对结构的破坏程度。

本实用新型采用以下方案实现：一种自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，包括上层钢板、下层钢板以及位于上、下层钢板之间并能相对上、下层钢板前后运动的中间钢板，中间钢板和上层钢板之间以及中间钢板和下层钢板之间均通过粘弹性材料层连接在一起；还包括穿过上、下层钢板、中间钢板和粘弹性材料层的铅芯；中间钢板两端还安装有弹性复位装置。

进一步的，所述弹性复位装置包括位于中间钢板前、后端并贴着中间钢板端面的滑杆，前、后端滑杆之间连接有形状记忆合金丝。

进一步的，所述上层钢板和下层钢板上开设有与滑杆滑动配合的纵向长孔，所述滑杆上、下端分别穿过上、下层钢板上端的纵向长孔，所述纵向长孔朝向中间一端位置与中间钢板端面平齐；所述滑杆上设置有上端顶着上层钢板、下端顶着下层钢板的凸块。

进一步的，上层钢板和下层钢板前端焊接有同一前端板，中间钢板后端具有从上、下层钢板后端伸出的延伸板，延伸板后端焊接有后端板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型自复位SMA-铅粘弹性阻尼器构造简单、便于生产和安装，铅芯以及粘弹性材料层在剪切变形时可以极大地耗散地震能量，减轻结构的振动反应，进而降低地震载荷对结构的破坏程度，同时具有自复位功能，减小残余变形。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例立体图；

图2是本实用新型实施例剖面图；

图3是本实用新型实施例中间钢板构造图；

图4是本实用新型实施例滑杆构造图；

图中标号说明：1-上层钢板、2-中间钢板、3-下层钢板、4-铅芯、5-粘弹性材料层、6-形状记忆合金丝、7-滑杆、8-前端板、9-后端板。

具体实施方式

如图1~4所示，一种自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，包括上层钢板1、下层钢板3以及位于上、下层钢板之间并能相对上、下层钢板前后运动的中间钢板2，中间钢板2和上层钢板1之间以及中间钢板2和下层钢板3之间均通过粘弹性材料层5连接在一起；还包括穿过上、下层钢板、中间钢板和粘弹性材料层的铅芯4，上、下层钢板上开设有供铅芯端部嵌入的铅芯孔，中间钢板和粘弹性材料层上开设有供铅芯穿过的通孔，铅芯和中间钢板上的通孔紧配；粘弹性材料层的材料为高阻尼橡胶，其中铅具有良好的塑性变形能力以及变形可回复特性，高阻尼橡胶具有独特的超弹性，变形恢复能力较一般金属更大，力学性能良好；同时大量使用钢材，制造方便、造价低；中间钢板与上、下层钢板均通过粘弹性材料层采用高温硫化固连在一起，中间钢板2两端还安装有弹性复位装置。

发生地震时，中间钢板和上、下层钢板发生相对位移时，中间钢板剪切铅芯和粘弹性材料层耗能，铅芯以及粘弹性材料层在剪切变形时可以极大地耗散地震能量，减轻结构的振动反应，进而降低地震载荷对结构的破坏程度，当地震结束后，弹性复位装置会提供恢复力，实现自复位功能，减小残余变形；可广泛适用于框架结构的梁柱之间以提高结构抵御地震的能力。

在本实施例中，所述弹性复位装置包括位于中间钢板前、后端并贴着中间钢板端面的滑杆7，中间钢板两端均设有一左一右的两个滑杆，前、后端滑杆7之间连接有形状记忆合金丝6（SMA），同侧的前、后两滑杆通过形状记忆合金丝6（SMA）连接；中间钢板和上、下层钢板发生相对位移时，推动对应端的滑杆一起运动，而另一端的滑杆固定不动，进而拉伸形状记忆合金丝，形状记忆合金丝会提供恢复力，当地震结束后，弹性实现自复位功能，减小残余变形；SMA提供自复位的功能，让阻尼器能够在地震作用之后自动恢复初始状态，将形状记忆合金丝、铅以及粘弹性材料巧妙的组合在一起，使得阻尼器具有很好的耗能能力和自复位功能，构造简单，便于生产制造。

在本实施例中，所述上层钢板1和下层钢板3上开设有与滑杆7滑动配合的纵向长孔，所述滑杆上、下端分别穿过上、下层钢板上端的纵向长孔，所述纵向长孔朝向中间一端位置与中间钢板端面平齐，也就是中间钢板两端纵向长孔之间的纵向距离与中间钢板的长度一致，初始状态下，中间钢板前端的滑杆顶着对应纵向长孔后端，中间钢板后端的滑杆顶着对应纵向长孔前端，不论中间钢板向前或者向后运动，都会被形状记忆合金丝6（SMA）拉动向中间复位；所述滑杆上设置有上端顶着上层钢板、下端顶着下层钢板的凸块。

在本实施例中，上层钢板1和下层钢板3前端焊接有同一前端板8，中间钢板后端具有从上、下层钢板后端伸出的延伸板，延伸板夹在中间钢板后端的两个滑杆之间，延伸板后端焊接有后端板9。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，其特征在于：包括上层钢板、下层钢板以及位于上、下层钢板之间并能相对上、下层钢板前后运动的中间钢板，中间钢板和上层钢板之间以及中间钢板和下层钢板之间均通过粘弹性材料层连接在一起；还包括穿过上、下层钢板、中间钢板和粘弹性材料层的铅芯；中间钢板两端还安装有弹性复位装置。

2.根据权利要求1所述的自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，其特征在于：所述弹性复位装置包括位于中间钢板前、后端并贴着中间钢板端面的滑杆，前、后端滑杆之间连接有形状记忆合金丝。

3.根据权利要求2所述的自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，其特征在于：所述上层钢板和下层钢板上开设有与滑杆滑动配合的纵向长孔，所述滑杆上、下端分别穿过上、下层钢板上端的纵向长孔，所述纵向长孔朝向中间一端位置与中间钢板端面平齐；所述滑杆上设置有上端顶着上层钢板、下端顶着下层钢板的凸块。

4.根据权利要求1所述的自复位SMA-铅粘弹性阻尼器，其特征在于：上层钢板和下层钢板前端焊接有同一前端板，中间钢板后端具有从上、下层钢板后端伸出的延伸板，延伸板后端焊接有后端板。

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