[发明专利]一种形状记忆合金压电摩擦阻尼器装置

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构消能减振技术领域，涉及到一种形状记忆合金压电摩擦阻尼器装置。

背景技术

地震和风是自然想象，强震和飓风给人类带来了巨大的灾难。震害和风灾具有随机性、突发性和不确定性等特点。我国地处世界上两个最活跃的地震带，是世界上灾害损失最为惨重的国家之一。如何有效地减少结构或者构筑物在地震作用下的反应一直是结构工程师所要面临的问题。为了更好地预防结构在地震、飓风作用下发生破坏，造成巨大的经济损失，避免发生人员的伤亡，结构减震技术与减震装置受到了越来越多国内外学者的关注。通过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:金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、黏滞流体阻尼器。其中摩擦阻尼器利用固体接触面之间的摩擦耗能，因其耗能能力强，荷载幅值与频率对其性能影响不大，且构造简单，取材容易，造价低廉，因而具有良好的应用前景。但是其存在摩擦力固定，且在一次耗能后不能复位等缺陷。形状记忆合金作为一种新型材料，具有形状记忆效应以及超弹性效应，具有耐久性、耐腐蚀性和自复位等优点。

发明内容

为了克服上述摩擦阻尼器的缺点，本文的目的在于提出一种形状记忆合金压电摩擦阻尼器装置，具有适应不同地面运动的能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种形状记忆合金压电摩擦阻尼器装置，包括：两个固定板、两个摩擦板、两个连接板、奥氏体形状记忆合金丝、管状压电陶瓷驱动器、管状力传感器、螺栓、拉紧螺栓；

所述两个摩擦板相互平行间隔放置形成上方摩擦板和下方摩擦板；所述上方摩擦板和下方摩擦板相背的一面设置有所述固定板，形成上方固定板和下方固定板；所述固定板和摩擦板在相对应的位置分别设置沿着厚度方向贯穿的螺栓孔；所述管状压电陶瓷驱动器和管状力传感器分别放置于上方固定板、下方固定板相背的一侧，并且所述管状压电陶瓷驱动器、管状力传感器的内孔与所述螺栓孔同轴设置；

所述连接板放置于所述两个摩擦板之间的空隙中，并且两个连接板位于同一个水平面中；所述两个连接板在相向一端具有拉紧螺栓孔和预留槽；所述奥氏体形状记忆合金丝放置于两个连接板之间，其两端分别通过拉近螺栓与连接板的拉紧螺栓孔固定连接并施加预应力；

所述螺栓依次穿过管状压电陶瓷驱动器的内孔、上方固定板的螺栓孔、上方摩擦板的螺栓孔、连接板的预留槽、下方摩擦板的螺栓孔、下方固定板的螺栓孔、管状力传感器的内孔使其连接成一个整体。

在一较佳实施例中：所述连接板相背的一端外露于上方摩擦板和下方摩擦板外，并且沿着厚度方向设置有连接孔。

在一较佳实施例中：所述的奥氏体形状记忆合金丝为超弹性形状记忆合金，在所述拉紧螺栓之间设置为一根或多根，且预先对所述的奥氏体形状记忆合金丝施加预应力。

在一较佳实施例中：所述管状压电陶瓷驱动器5和所述的管状力传感器6通过所述的螺栓分别固定于螺帽的下部与螺母的上部。

在一较佳实施例中：所述固定板和摩擦板分别设置有六个螺栓孔。

在一较佳实施例中：每一块连接板具有3个拉紧螺栓孔。

相比于现有技术，本发明提供的一种形状记忆合金压电摩擦阻尼器具有以下有益效果：

本发明的设计理念就是保持摩擦阻尼器在不同的地面运动强度下仍然具有很强的能量消散能力并且在外部荷载作用后有控制变形及自复位能力。该新型阻尼器装置可以根据不同的地面运动强度和结构的反应来实时的调整压电陶瓷促动器的电压进而调整滑动摩擦力的大小，使其具有适应不同地面运动的能力。并且对形状记忆合金丝施加预应力，改进其构造，使其发挥出最大的组合效果，达到智能减震的目的，连接板留有一定距离的预留槽，起到限制变形的作用。

因此，本发明通过改变传统的普通摩擦阻尼器为压电摩擦阻尼器，改变滑动摩擦力，摩擦效果显著。改传统的形状记忆合金摩擦阻尼器为形状记忆合金压电陶瓷阻尼器，对奥氏体形状记忆合金丝施加预应力，增大阻尼器的自复位能力。管状压电陶瓷驱动器和管状力传感器通过高强螺栓分别固定于螺帽的下部与螺母的上部。连接板留有一定距离的预留槽，起到控制变形的作用。

附图说明

图1是本发明优选实施例中阻尼器的外观示意图。

图2是本发明优选实施例中阻尼器C-C剖面结构示意图。

图3是本发明优选实施例中阻尼器的固定板示意图。

图4是本发明优选实施例中阻尼器的摩擦板示意图。