專利名稱：耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木建筑和機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種減振控制裝置，尤其是同時(shí)具有振動(dòng)耗能及復(fù)位功能的阻尼器。
背景技術(shù)：
形狀記憶合金是一種兼有感知和驅(qū)動(dòng)能力的新型功能材料，具有特殊的形狀記憶效應(yīng)和超彈效應(yīng)。由形狀記憶合金制成的阻尼器與其他材料阻尼器相比，具有可恢復(fù)變形大、阻尼能力強(qiáng)以及耐久性、抗腐蝕、抗疲勞性好、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，對(duì)阻尼器性能優(yōu)良的評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面一是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在動(dòng)荷載作用下振動(dòng)的減小；二是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在強(qiáng)振后殘余變形的減小。目前已有一些利用形狀記憶合金的超彈性開發(fā)的阻尼器，根據(jù)其功能主要分為兩類一類是耗能型阻尼器，提供了飽滿的滯回曲線，能消耗大量振動(dòng)能量，但卸荷后殘余變形大；另一類是復(fù)位型阻尼器，其滯回曲線狹長(zhǎng)，耗能能力弱，但卸荷后能恢復(fù)初始狀態(tài)。將形狀記憶合金的耗能及復(fù)位功能結(jié)合起來，開發(fā)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的超彈性形狀記憶合金阻尼器，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
為了減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)及強(qiáng)振后的殘余變形，本發(fā)明提供一種耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器，該阻尼器同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能，且構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于安裝。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器，由超彈性形狀記憶合金絲、左右外鋼板、左右內(nèi)鋼板、導(dǎo)向桿、拉桿、套筒、連接桿、調(diào)節(jié)螺桿、調(diào)節(jié)螺母、鎖緊螺母和夾具組成。外鋼板固定在導(dǎo)向桿上，與連接桿一起構(gòu)成固定框架；內(nèi)鋼板固定在變截面拉桿上，之間有套筒限位，組成滑動(dòng)框架。拉桿穿過一側(cè)的外鋼板，故可以發(fā)生兩個(gè)框架間的相對(duì)移動(dòng)。阻尼器通過拉桿和連接桿末端與結(jié)構(gòu)銷栓連接。
耗能——復(fù)位阻尼器中形狀記憶合金絲按功能分為復(fù)位絲和耗能絲。復(fù)位絲分別固定在兩側(cè)的內(nèi)、外鋼板上，且對(duì)稱布置；當(dāng)滑動(dòng)框架相對(duì)固定框架運(yùn)動(dòng)時(shí)，與運(yùn)動(dòng)方向相反一側(cè)的復(fù)位絲伸長(zhǎng)，而與運(yùn)動(dòng)方向相同一側(cè)的復(fù)位絲屈曲退出工作，從而提供了良好的大變形恢復(fù)能力。耗能絲通過調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)螺母施加預(yù)應(yīng)變至其超彈性平臺(tái)的中點(diǎn)，一對(duì)耗能絲連接左外鋼板和右內(nèi)鋼板，另一對(duì)耗能絲連接右外鋼板和左內(nèi)鋼板；工作時(shí)滑動(dòng)框架牽引著兩對(duì)耗能絲交替進(jìn)行拉伸與回縮變化，形成飽滿的滯回曲線，提供穩(wěn)定的阻尼力，消耗大量振動(dòng)能量。復(fù)位絲和耗能絲各自發(fā)揮作用，使阻尼器同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能。
本發(fā)明的效果和益處是耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器，同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能，用于土木及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的被動(dòng)控制中，可以減小結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的振動(dòng)及強(qiáng)振后的殘余變形。該阻尼器構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于安裝，且具有良好的抗腐蝕和抗疲勞性，維護(hù)費(fèi)用低。


圖1是耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器的結(jié)構(gòu)縱剖面構(gòu)造示意圖。
圖2是圖1中右外鋼板的右視圖。
圖3是圖2的I-I剖面圖。
圖4是圖1中左外鋼板的左視圖。
圖5是圖4的II-II剖面圖。
圖6是圖1中右內(nèi)鋼板(左內(nèi)鋼板)的右視圖(左視圖)。
圖7是圖6的III-III剖面圖。
圖8是圖1中拉桿的主視圖。
圖9是圖1中套筒的主視圖。
圖10是圖9的IV-IV剖面圖。
圖中1.左外鋼板，2.左內(nèi)鋼板，3.右內(nèi)鋼板，4.右外鋼板，5.調(diào)節(jié)螺母，6.拉桿，7.調(diào)節(jié)螺桿，8.導(dǎo)向桿，9.套筒，10.夾具，11.鎖緊螺母，12.復(fù)位形狀記憶合金絲，13.連接桿，14.耗能形狀記憶合金絲，15.導(dǎo)向桿孔，16.外鋼板的耗能絲孔，17.外鋼板的復(fù)位絲孔，18.外鋼板的拉桿孔，19.連接桿孔，20.內(nèi)鋼板的耗能絲孔，21.內(nèi)鋼板的復(fù)位絲孔，22.內(nèi)鋼板的拉桿孔，23.擋圈槽。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖1中，中心線上、下分別示意了阻尼器的中心軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)向桿8和耗能形狀記憶合金絲14的布置與相應(yīng)鋼板的孔位對(duì)應(yīng)。安裝過程由內(nèi)及外進(jìn)行，具體實(shí)施步驟如下步驟1根據(jù)振動(dòng)控制的要求，確定該阻尼器各組成部件的材性、尺寸及數(shù)量。
步驟2左內(nèi)鋼板2和右內(nèi)鋼板3穿套于導(dǎo)向桿8，并固定在拉桿6上組成滑動(dòng)框架，其間設(shè)有套筒9以限位。左外鋼板1和右外鋼板4螺栓固定于導(dǎo)向桿8上組成固定框架，連接桿13與左外鋼板1螺栓連接。拉桿6穿過右外鋼板4。調(diào)節(jié)滑動(dòng)框架與固定框架同軸，且左外鋼板1與左內(nèi)鋼板2的間距等于右外鋼板4與右內(nèi)鋼板3的間距。在拉桿6的擋圈槽23處設(shè)擋圈以確保結(jié)構(gòu)初始的平衡位置。
步驟3安裝復(fù)位形狀記憶合金絲12。左側(cè)四組復(fù)位絲12連接左外鋼板1(對(duì)應(yīng)復(fù)位絲孔17)和左內(nèi)鋼板2(對(duì)應(yīng)復(fù)位絲孔21)，右側(cè)四組復(fù)位絲12連接右外鋼板4(對(duì)應(yīng)復(fù)位絲孔17)和右內(nèi)鋼板3(對(duì)應(yīng)復(fù)位絲孔21)。復(fù)位絲12張緊用夾具10固定。
步驟4安裝耗能形狀記憶合金絲14。左側(cè)兩組耗能絲14穿過左外鋼板1(對(duì)應(yīng)耗能絲孔16)和左、右內(nèi)鋼板2、3(對(duì)應(yīng)耗能絲孔20)；右側(cè)兩組耗能絲14穿過右外鋼板4(對(duì)應(yīng)耗能絲孔16)和右、左內(nèi)鋼板3、2(對(duì)應(yīng)耗能絲孔20)。調(diào)節(jié)螺桿7和調(diào)節(jié)螺母5施加預(yù)應(yīng)變于耗能絲14至其超彈性平臺(tái)的中點(diǎn)，并用鎖緊螺母11鎖緊。夾具10固定耗能絲14于相應(yīng)的鋼板及調(diào)節(jié)螺桿的放大端部。
步驟5阻尼器工作時(shí)卸除擋圈23。
權(quán)利要求
1.一種耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器，是由左外鋼板(1)、左內(nèi)鋼板(2)、右內(nèi)鋼板(3)、右外鋼板(4)、調(diào)節(jié)螺母(5)、拉桿(6)、調(diào)節(jié)螺桿(7)、導(dǎo)向桿(8)、套筒(9)、復(fù)位形狀記憶合金絲(12)、連接桿(13)、耗能形狀記憶合金絲(14)組成，其特征是左外鋼板(1)和右外鋼板(4)固定在導(dǎo)向桿(8)上，與連接桿(13)一起構(gòu)成固定框架；左內(nèi)鋼板(2)和右內(nèi)鋼板(3)固定在變截面拉桿(6)上，之間有套筒(9)限位，組成滑動(dòng)框架；復(fù)位形狀記憶合金絲(12)對(duì)稱布置，左側(cè)四組絲連接左外鋼板(1)和左內(nèi)鋼板(2)，右側(cè)四組絲連接右外鋼板(4)和右內(nèi)鋼板(3)；耗能形狀記憶合金絲(14)被調(diào)節(jié)螺桿(7)及調(diào)節(jié)螺母(5)施加預(yù)應(yīng)變至其超彈性平臺(tái)中點(diǎn)，其中一對(duì)連接左外鋼板(1)和右內(nèi)鋼板(3)，另一對(duì)連接右外鋼板(4)和左內(nèi)鋼板(2)。
全文摘要
耗能——復(fù)位形狀記憶合金阻尼器是一種用于土木建筑和機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的減振控制裝置。外鋼板固定在導(dǎo)向桿上，與連接桿一起構(gòu)成固定框架；內(nèi)鋼板固定在變截面拉桿上，之間有套筒限位，組成滑動(dòng)框架。復(fù)位形狀記憶合金絲分別連接兩側(cè)內(nèi)、外鋼板；耗能形狀記憶合金通過調(diào)節(jié)螺桿及調(diào)節(jié)螺母施加預(yù)應(yīng)變至其超彈性平臺(tái)中點(diǎn)，一對(duì)連接左外鋼板和右內(nèi)鋼板，另一對(duì)連接右外鋼板和左內(nèi)鋼板?；瑒?dòng)框架的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)一側(cè)復(fù)位絲伸長(zhǎng)，另一側(cè)屈曲，以提供較大變形恢復(fù)能力；同時(shí)，兩對(duì)耗能絲交替拉伸與回縮，提供較大能量消耗和穩(wěn)定阻尼力。本發(fā)明效果和益處是同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能，可減小結(jié)構(gòu)或構(gòu)件振動(dòng)及強(qiáng)振后殘余變形，且構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于安裝。
文檔編號(hào)E04B1/98GK101070715SQ20071001092
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者李宏男, 任文杰, 宋鋼兵 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)