[发明专利]基于记忆合金且针对立体车库减震降噪需求的耗能阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于金属材料/震动控制/噪声控制/结构学技术领域，尤其是一种基于记忆合金(SMA)且针对立体车库减震降噪需求的耗能阻尼器。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活轴向的提高，私家车已经非常普遍，使得人们的出行非常便利。从发展趋势看，私家车保有量在未来仍会居高不下，导致了机动车保有量过多与停车位严重不足之间的矛盾。目前中国汽车保有量与停车位的比例仅为5:1，而车位和汽车保有量的合理比例应为1.2:1。目前，许多社区都在扩建地下车库，虽然可以适当缓解当前矛盾，但其土建投入成本相对较高，经济效益不佳。基于此现状，立体车库的建造和推广成为了解决“停车难”的一个主要方法。

虽然立体车库存在着诸多优点，但是立体车库在实际建设和推广过程中也存在着不少问题。由于目前的立体车库主要都是由钢架构组成，对于多层(超过3层)结构的立体车库来说，稳定性较差，受风震、地震和自震的影响较为严重，长期而来会有立体车库结构变形甚至倒塌的风险；同时车库在运作中，由电机产生的震动会产生很大的噪音，在有些依楼而建的车库中，震动噪音会通过钢架构和楼面的接触传递给大楼，对生活在其中人员造成不利的影响。因此对于立体车库震动的控制是一个不容忽视的问题。

要想减弱或消除震动对立体车库的影响，从结构震动控制学入手是关键。结构振动控制分为被动控制系统、主动控制系统、半主动控制系统和混合控制系统四大类型。被动控制的设计思想是采用直接减少(消振)、隔离(基础隔震)、转移(吸振减震)、消耗(耗能减震)能量等方法达到减小结构振动的目的。本方案提出的记忆合金耗能阻尼器被动控制则属于消耗能量达到减小结构振动的方法。

形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy,SMA)是近十年来被广泛关注的一种新型合金材料，具有独特的伪(超)弹性性能和高阻尼特性，利用这些特性，该材料可以被广泛应用在结构耗能减震、除噪等领域中。

超弹性是指对处于奥氏体相的SMA进行加载，合金开始在弹性范围内工作，当应力超过弹性极限时，应力诱发马氏体相变，进入超弹性平台；卸载后,经马氏体逆相变使变形恢复,如图1所示。在加、卸载过程中,SMA吸收大量能量。SMA的最大可回复应变高达6～10％。

在形状记忆合金阻尼器的设计中，一般都会先将SMA合金丝预拉伸至超弹性平台(图1)处，这样可以最大化的利用超弹性性能来达到耗能减震最大化的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于记忆合金(SMA)且针对立体车库减震降噪需求的耗能阻尼器，该利用镍钛形状记忆合金的超弹性性能，将震动能量消耗，达到了减震除噪的目的，相比其他同类产品，该装置具有使用周期长，耐久性能好，防腐蚀性能优越以及变形可恢复的特性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于记忆合金且针对立体车库减震降噪需求的耗能阻尼器，所述耗能阻尼器包括阻尼器外壳、左固定档板、滑动轨道、限位弹簧、左记忆合金合金丝束、右记忆合金合金丝束、滑动套管、右固定档板和牵引杆，所述阻尼器外壳内同轴设置滑动套管，该滑动套管的轴向两端外侧的阻尼器外壳上分别垂直设置左固定档板、右固定档板，该滑动套管的中轴部位固装沿轴向设置的牵引杆，该牵引杆的轴向一端延伸出左固定档板，该牵引杆的轴向另一端延伸出右固定档板；

所述滑动轨道的轴向一端穿过滑动套管且与左固定档板垂直固装在一起，该滑动轨道的轴向另一端穿过滑动套管且与右固定档板垂直固装在一起，该滑动轨道与滑动套管滑动连接设置，该滑动套管能够沿滑动轨道沿轴向方向来回滑动；所述左固定档板、右固定档板与滑动套管之间的滑动轨道上均分别同轴套装限位弹簧；

所述左记忆合金丝束、右记忆合金丝束均沿轴向间隔设置，该左记忆合金丝束的轴向一端垂直固装于左固定档板上，该左记忆合金丝束的轴向另一端固装于靠近右固定档板的滑动套管上，该右记忆合金丝束的轴向一端垂直固装于右固定档板上，该右记忆合金丝束的轴向另一端固装于靠近左固定档板的滑动套管上。

而且，所述限位弹簧的最大收缩量≤左记忆合金丝束、右记忆合金丝束的最大伸长量。

而且，所述左记忆合金丝束、右记忆合金丝束具有6％-10％的可恢复形变能力。

而且，所述左记忆合金丝束、右记忆合金丝束采用镍钛形状记忆合金材质，所述阻尼器外壳、左固定档板、滑动轨道、限位弹簧、滑动套管、右固定档板和牵引杆均采用不锈钢材质。

而且，所述滑动轨道的数量为多个；所述左记忆合金丝束、右记忆合金丝束的数量也为多组。