[发明专利]多层板式SMA‑压电复合摩擦阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构减震控制领域，涉及一种多层板式SMA-压电复合摩擦阻尼器，它对建筑结构在地震作用下的结构振动反应起到抑制作用。

背景技术

结构耗能减震技术是在建筑结构的某些部位设置耗能装置，通过耗能装置产生摩擦、弯曲、变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。常用的耗能减震装置可以分为四种：粘弹性阻尼器、金属阻尼器、液体粘滞阻尼器和摩擦阻尼器。其中摩擦阻尼器构造简单、安装方便、耗能性好，且性能不受温度影响，是建筑结构中常用的一种耗能减震装置。但传统的摩擦阻尼器结构单一，无自复位能力，只能提供恒定的摩擦力，耗能效果不佳，而且当阻尼器的起滑摩擦力较大时，还会出现抱死现象，不能起到耗能减震的功能。压电陶瓷材料由于其独特的压电效应已广泛应用于结构振动控制领域，利用压电智能材料进行变摩擦阻尼器的开发与研制，已成为研究的一个热点。形状记忆合金(Shape Memory Alloy——缩写为SMA)材料作为一种新型材料，具有耐久性、耐腐蚀性和自复位等优点，但单独的SMA阻尼器耗能减震能力有限。

发明内容

针对上述阻尼器中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多层板式SMA-压电复合摩擦阻尼器，其结合压电摩擦阻尼器和SMA阻尼器，具有耗能能力强、减震效果好、构造简单、自复位和方便工程应用等特点。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多层板式SMA-压电复合摩擦阻尼器，包括滑动轴1、第一左连接板2、n组滑动板、n+1组摩擦板、压电陶瓷驱动器5、4n+2组形状记忆合金丝、力传感器8、第一弹簧支座15、第一辅助弹簧16、第二弹簧支座17、第一右连接板20、第三弹簧支座21、第二辅助弹簧22、第四弹簧支座23、第二左连接板24和第二右连接板25，n≥3；

所述滑动轴1固定在所述第一左连接板2上；所述第一弹簧支座15安装固定在所述第一左连接板2上，所述第二弹簧支座17安装固定在所述第二左连接板24上；所述第一辅助弹簧16的一端安装固定在所述第一弹簧支座15上，其另一端安装固定在所述第二弹簧支座17上；所述第三弹簧支座21安装固定在所述第一右连接板20上，所述第四弹簧支座23安装固定在所述第二右连接板24上；所述第二辅助弹簧22的一端安装固定在所述第一右连接板20上，其另一端安装固定在所述第二右连接板24上；所述n组滑动板的每组滑动板3分别插在n+1组摩擦板中的两组摩擦板4之间，在与所述滑动板3接触的摩擦板4表面涂有摩擦材料10；所述滑动板3上有两个细长滑孔13对称于中心线，所述滑动板3的一端为T型结构，另一端设有两个第二钢板端部圆孔11-1；所述滑动板3的T型结构端嵌装在第二左连接板24上，另一端的两个第二钢板端部圆孔11-1固定二组第一形状记忆合金丝7的一端，二组第一形状记忆合金丝7的另一端穿过第二右连接板25通孔中的第一SMA丝固定栓26通过第一有拉紧环的螺栓12连接固定在第一右连接板20上，所述第一有拉紧环的螺栓12能够调节第一形状记忆合金丝7的预拉力；所述摩擦板4的一端安装固定在第二右连接板25上，另一端的两个第一钢板端部圆孔11固定二组第二形状记忆合金丝7-1的一端，二组第二形状记忆合金丝7-1的另一端穿过第二左连接板24通孔中的第二SMA丝固定栓26-1通过第二有拉紧环的螺栓12-1连接固定在第一左连接板2上，第二有拉紧环的螺栓12-1能够调节第二形状记忆合金丝7-1的预拉力；通过四组预紧螺栓9穿过每组滑动板3的细长滑孔13和每组摩擦板4上的螺栓孔14将滑动板3和摩擦板4紧固在一起；压电陶瓷驱动器5通过预紧螺栓9固定在顶部摩擦板的上部，通过调节压电陶瓷驱动器5的电压来改变预压力，进而改变滑动板3和摩擦板4的初始摩擦力；力传感器8通过预紧螺栓9固定在底部摩擦板的下部，通过调节力传感器8来精确的控制螺栓预紧力和滑动摩擦力；在第一右连接板20的外端连接固定有阻尼器安装连接螺栓孔。