[实用新型]具有复阻尼特征的板式向心摩擦阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有复阻尼特征的板式向心摩擦阻尼器，可应用于工程结构减振控制，属于振动控制技术领域。

背景技术

工程结构减振和隔振领域采用的减振阻尼器目前大体上可分为速度相关型和位移相关型两大类，位移相关型阻尼器主要包括利用金属材料塑性变形耗能的各种金属阻尼器和利用摩擦机制耗能的各类摩擦阻尼器；速度相关型阻尼器目前主要包括利用粘滞流体通过阻尼孔产生阻尼力耗散能量的粘滞阻尼器和利用粘弹性材料塑性能力耗能的粘弹性阻尼器。大多数位移相关型阻尼器具有明确的开始耗能的阻尼力阈值，当阻尼器受力小于该阈值时，阻尼器提供弹性刚度，不产生能量消耗，当其受力超过该阈值后，阻尼器进入屈服状态或摩擦滑动状态，开始耗散能量，但其阻尼力随变形的增长通常很小或者不再增长。从这个角度看，位移相关型通常需要设定其发挥耗能作用的变形条件，变形小于设定值时，阻尼器不起耗能作用，而当变形远大于设定值，由于对阻尼力的增长较小，其附加的等效阻尼比将随变形的增加而减小，仅在设定变形幅值附近可提供预期的附加阻尼比。粘滞阻尼器则可随速度变化提供不同的阻尼力和能量消耗，速度越高、阻尼力越大、消耗能量越多，不存在位移相关型阈值问题，因而在工程结构的减振控制中粘滞阻尼器的使用要多于位移相关型。不过粘滞阻尼器的加工精度和密封要求要远远高于位移相关型，这导致其造价也要远远高于一般的位移相关型，综合其性价比不如后者。但在一些特殊情况下，粘滞阻尼器具有一些位移相关型不具备的优势，通常情况下不能用位移型阻尼器替代。例如对于TMD减振结构体系，未获得最优的减震效果TMD子结构的阻尼比存在最优值，且其振幅通常不确定，采用位移相关型明显是不行的：如果选择过高的起阻尼力阈值，会导致TMD不能适时启动而失去调频减振作用；选择过小的起滑力阈值，又会出现耗能能力不足缺陷，导致TMD在大振幅作用下控制效果不佳。因而目前的TMD减振工程应用中，绝大多数情况下都是采用粘滞阻尼器提供阻尼力。另外，常规摩擦阻尼器需要预加摩擦正应力，摩擦界面在长期处于高应力状态下的摩擦性能会发生变化。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有阻尼器的上述缺陷，本实用新型提出了一种具有复阻尼特征的板式向心摩擦阻尼器，用以提供复阻尼特征以及稳定的摩擦界面。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

一种具有复阻尼特征的板式向心摩擦阻尼器，所述阻尼器包括摩擦板、上部固定板、下部固定板、端板、中间连接板、楔形滑动摩擦块、挤压楔形块以及压缩弹簧；两块摩擦板、上部固定板以及下部固定板围成一板式腔体，腔体左端与端板连接，腔体内部设有变摩擦构造装置，所述变摩擦构造装置由一对摩擦组件、中间连接板和压缩弹簧组成；每个摩擦组件均由两个楔形滑动摩擦块以及两个挤压楔形块组成；压缩弹簧固定安装在两个摩擦组件之间，其两端分别固定在两个摩擦组件内侧的两个挤压楔形块上；中间连接板中部开有洞口，用压缩弹簧连接的两个摩擦组件安装在中间连接板的洞口中；摩擦板的一侧平面开有凹槽，摩擦板的摩擦面位于凹槽的底面，用压缩弹簧连接的两个摩擦组件正好嵌于两个摩擦板的凹槽中，使得楔形滑动摩擦块不能移动到凹槽之外；中间连接板通过挤压楔形块上部与下部的凹槽卡住连接，从而可带动中间的摩擦组件左、右往复移动。

进一步地，所述腔体左端通过限位螺栓与端板连接，且上部固定板、下部固定板分别用螺栓连接在两块摩擦板的侧边，用于固定摩擦板的位置。

进一步地，所述中间连接板位于挤压楔形块中间。

进一步地，两个所述摩擦组件中与中间连接板洞口接触的端部的两个挤压楔形块通过螺栓固定在中间连接板上。

进一步地，所述中间连接板与端板之间留有间隙，且中间连接板左端与左侧端板之间的距离，大于中间连接板向左移动的最远距离，以保证中间连接板向左侧的运动不受阻碍。

进一步地，楔形滑动摩擦块包括一个摩擦面和两个斜面，挤压楔形块包括上、下两个斜面，两个斜面相对的挤压楔形块、两个楔形滑动摩擦块组成一个摩擦组件，摩擦组件中两个楔形滑动摩擦块的摩擦面分别与两个摩擦板的摩擦面接触，摩擦组件中楔形滑动摩擦块的两个斜面分别与两个挤压楔形块的斜面接触。

进一步地，所述压缩弹簧连接的摩擦组件至少为一对。

进一步地，所述楔形滑动摩擦块的大小和尺寸相同。

进一步地，所述压缩弹簧采用高性能铬合金弹簧钢制作，且压缩弹簧的压缩反力大于楔形滑动摩擦块与摩擦板摩擦面之间的摩擦力。