一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器的制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，屬于工程結構減震控制領域。所述的多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器主要包括滑動軸、連接板、摩擦板、滑動板、形狀記憶合金、力傳感器、壓電陶瓷驅動器及連接固定螺栓。其主要特征在于：具有多層摩擦板，結合形狀記憶合金阻尼器和壓電摩擦阻尼器，摩擦耗能效果顯著，解決了傳統(tǒng)摩擦阻尼器耗能效果低的缺陷。且通過壓電陶瓷驅動器改變滑動摩擦力，可以滿足不同耗能的要求。構造簡單，加工方便，耗能能力強，不需要大量的連接件，并有自復位效果?？赏ㄟ^人字形支撐，連接到建筑結構中，可以更有效地應用于結構的耗能減震控制中。
【專利說明】
一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器
技術領域
[0001]本實用新型屬于土木工程結構減震控制領域，涉及到一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，特別是對建筑結構在地震作用下的結構振動反應起到抑制作用。
【背景技術】
[0002]結構耗能減震技術是在建筑結構的某些部位設置耗能裝置，通過耗能裝置產(chǎn)生摩擦、彎曲、變形來耗散或吸收地震輸入結構中的能量，以減小主體結構地震反應，從而避免結構產(chǎn)生破壞或倒塌，達到減震控制的目的。常用的耗能減震裝置可以分為四種:粘彈性阻尼器、金屬阻尼器、液體粘滯阻尼器和摩擦阻尼器。其中摩擦阻尼器構造簡單、安裝方便、耗能性好，且性能不受溫度影響，是建筑結構中常用的一種耗能減震裝置。但傳統(tǒng)的摩擦阻尼器結構單一，無自復位能力，只能提供恒定的摩擦力，耗能效果不佳，而且當阻尼器的起滑摩擦力較大時，還會出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，不能起到耗能減震的功能。形狀記憶合金作為一種新型材料，具有耐久性、耐腐蝕性和自復位等優(yōu)點，但單獨的形狀記憶合金阻尼器耗能減震能力有限。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述阻尼器中的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，其結合壓電摩擦阻尼器和形狀記憶合金，具有耗能能力強、減震效果好、構造簡單、自復位和方便工程應用等特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案:一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，由滑動軸1、連接板2、滑動板3、摩擦板4、壓電陶瓷驅動器5、形狀記憶合金絲7、力傳感器8、預緊螺栓9、滑動板與摩擦板之間的摩擦材料10組成一個整體，根據(jù)減震性能的要求，通過調節(jié)壓電陶瓷驅動器5來實時地改變滑動摩擦力。
[0005]所述的形狀記憶合金絲7，一端與有拉緊環(huán)的螺栓12連接，另一端與滑動板或摩擦板端部的圓孔11連接，通過螺栓12的拉緊環(huán)調節(jié)形狀記憶合金絲7的預拉力。
[0006]所述阻尼器的滑動板3上有細長滑槽13，方便滑動板移動，同時摩擦板4上有螺栓孔14，通過預緊螺栓9固定多層滑動板3和摩擦板4，使兩者摩擦耗能。
[0007]所述壓電陶瓷驅動器5和力傳感器8通過預緊螺栓9固定在阻尼器的上部和下部，來精確的控制螺栓預緊力和滑動摩擦力。
[0008]本發(fā)明的工作過程:滑動軸I與連接板2連接，帶動連接板2上的滑動板3，與摩擦板4進行摩擦耗能。通過調節(jié)壓電陶瓷驅動器5的電壓，控制電陶瓷驅動器5的伸縮，壓電陶瓷驅動器5的橫向伸縮擠壓摩擦板，轉換成橫向的壓力，橫向壓力使滑動板3和摩擦板4產(chǎn)生橫向的擠壓，通過不同的壓力來控制滑動摩擦力的大小。本發(fā)明阻尼器的形狀記憶合金絲分7為十四組，每組的形狀記憶合金絲7施加相同的預拉力，隨著滑動板3的滑動帶動形狀記憶合金絲7的伸縮，利用其超彈性能實現(xiàn)耗能。每組形狀記憶合金絲7—端與有拉緊環(huán)的螺栓12連接，另一端與滑動板3或摩擦板4端部的圓孔11連接，通過螺栓12的拉緊環(huán)調節(jié)形狀記憶合金絲7的預拉力。
[0009]相比于現(xiàn)有技術，本實用新型提供的多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器的有益效果:
[0010]1、改變傳統(tǒng)單層板型摩擦阻尼器為多層板型摩擦阻尼器，摩擦耗能效果顯著。
[0011]2、將形狀記憶合金絲與摩擦阻尼器混合使用，通過形狀記憶合金材料的性能使阻尼器具有自復位效果。
[0012]3、電陶瓷驅動器和力傳感器通過預緊螺栓固定在阻尼器的上部和下部，以精確控制預緊力與滑動摩擦力。
[0013]4、解決了傳統(tǒng)摩擦阻尼器在實際應用中構造復雜和施工不方便的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實體外觀示意圖。
[0015]圖2是阻尼器的頂部俯視示意圖。
[0016]圖3是阻尼器的底部仰視示意圖。
[0017]圖4是阻尼器的右側面示意圖。
[0018]圖5是阻尼器的A-A剖面結構示意圖。
[0019]圖6是阻尼器中滑動板的主視圖。
[0020]圖7是阻尼器中滑動板的底部仰視示意圖。
[0021 ]圖8是阻尼器中摩擦板的主視圖。
[0022]圖9是阻尼器中摩擦板的底部仰視示意圖。
[0023]圖10是工程中阻尼器的人字型連接。
[0024]圖中:I滑動軸;2連接板;3滑動板;4摩擦板;5壓電陶瓷驅動器;6阻尼器安裝連接螺栓孔;7形狀記憶合金絲;8力傳感器;9預緊螺栓；10滑動板與摩擦板之間的摩擦材料；11鋼板端部圓孔；12有拉緊環(huán)的螺栓；13滑動板上的細長滑槽；14摩擦板上的螺栓孔；15框架梁;16阻尼器;17框架柱;18節(jié)點板;19剛性桿件;20高強度螺栓。
【具體實施方式】
[0025]下面結合技術方案和附圖做更詳細的說明:
[0026]如圖1-4所示，本發(fā)明是一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，包括由滑動軸1、連接板2、滑動板3、摩擦板4、壓電陶瓷驅動器5、形狀記憶合金絲7、力傳感器8、預緊螺栓9、滑動板與摩擦板之間的摩擦材料10?；瑒虞SI與連接板2連接，帶動連接板2上的滑動板3，與摩擦板4進行摩擦耗能。通過調節(jié)壓電陶瓷驅動器5的電壓，控制電陶瓷驅動器5的伸縮，壓電陶瓷驅動器5的橫向伸縮擠壓摩擦板，轉換成橫向的壓力，橫向壓力使滑動板3和摩擦板4產(chǎn)生橫向的擠壓，通過不同的壓力來控制滑動摩擦力的大小。每組形狀記憶合金絲7一端與有拉緊環(huán)的螺栓12連接，另一端與滑動板3或摩擦板4端部的圓孔11連接，隨著滑動板3的滑動帶動形狀記憶合金絲7的伸縮，利用其超彈性能實現(xiàn)耗能。通過螺栓12的拉緊環(huán)調節(jié)形狀記憶合金絲7的預拉力，來實現(xiàn)阻尼器的自復位功能。本阻尼器通過控制滑動板3與摩擦板4壓力的大小，來實時調整滑動摩擦力的大小。在實際工程結構中，本阻尼器可以按照圖10的方式進行連接。
【主權項】
1.一種多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，由滑動軸(I)、連接板(2)、滑動板(3)、摩擦板(4)、壓電陶瓷驅動器(5)、形狀記憶合金絲(7)、力傳感器(8)、預緊螺栓(9)、滑動板與摩擦板之間的摩擦材料(10)組成一個整體，根據(jù)減震性能的要求，通過調節(jié)壓電陶瓷驅動器(5)來實時地改變滑動摩擦力。2.根據(jù)權利要求1所述的多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，其特征在于:所述阻尼器有多層滑動板(3)和摩擦板(4)，且各層滑動板和摩擦板端部都有突出的圓孔(11)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，其特征在于:所述的形狀記憶合金絲(7)，一端與有拉緊環(huán)的螺栓(12)連接，另一端與滑動板或摩擦板端部的圓孔(11)連接，通過螺栓(12)的拉緊環(huán)調節(jié)形狀記憶合金絲(7)的預拉力。4.根據(jù)權利要求1或2所述的多層板型形狀記憶合金壓電摩擦阻尼器，其特征在于:所述壓電陶瓷驅動器(5)和力傳感器(8)通過預緊螺栓(9)固定在阻尼器的上部和下部，來精確的控制預緊力和滑動摩擦力。
【文檔編號】E04B1/98GK205475810SQ201620269397
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】趙大海, 劉勇
【申請人】燕山大學