[发明专利]形状记忆合金型多级惯容减震系统

说明书

本发明提供一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，属于土木工程技术领域。本发明包括安装连接单元、形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元；形状记忆合金型耗能单元用以高效耗散结构的振动能量，为减震系统提供自复位能力；多级惯容吸能增效单元与形状记忆合金型耗能单元连接，作为减震系统的吸能和增效机构；整个减震系统通过安装连接单元设置在结构中。本发明充分利用多级惯性吸能增效单元的两节点质量增效作用吸收振动能量，利用形状记忆合金型耗能单元耗散能量，提供自复位能力；有效地降低结构的动力响应，控制层间位移，且具有高效耗能、自复位、多级控制等优势，适用于不同水平地震作用下的减震控制需求，具有较好的推广应用价值。

技术领域

本发明所属于土木工程结构耗能减震技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金型多级惯容减震系统。

背景技术

消能减振技术，通过在结构上附加消能减振装置，与结构本身共同承担地震和风振等作用，附加减振装置的耗能作用可以减小结构本身的动力响应，保证结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。

本领域惯性减震系统作为一种加速度依赖型的消能减震装置，其惯性单元是一种具有质量增效能力的两节点单元。现有的质量增效机制，主要是利用滚珠螺杆和旋转螺母将结构的径向运动转换为高速的旋转运动从而有效地耗散结构的振动能量，但此类阻尼器机械加工精度高，其采用的粘滞阻尼耗能单元要求极高的封闭性，腔体内压力高，且不能实现装置自复位。地震作用下安装减震装置的结构部位一旦发生较大变形，减震装置将会出现残余变形或者装置内部连接脱落，不能够稳定地发挥良好的耗能能力。

形状记忆合金材料由于其形状记忆能力、超弹性和高阻尼特性，逐渐被应用在医疗、机械等领域。作为减震耗能部件，形状记忆合金类阻尼器吸收耗散能量的能力受到装置两端位移和速度的限制，往往耗能能力不足。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术的不足，提供一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，其采用形状记忆合金型耗能部件耗散能量，附加一组或者若干组多级惯容吸能增效机构，联合构成一种新型惯容减震系统。

本发明需要保护的技术方案概括为：

一种形状记忆合金型多级惯容减震系统，包括安装连接单元、形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元。其中，所述形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元通过所述安装连接单元支撑；形状记忆合金型耗能单元用以高效耗散结构的振动能量，并为减震系统提供自复位能力；多级惯容吸能增效单元与形状记忆合金型耗能单元连接，用以作为减震系统的吸能和增效机构；整个形状记忆合金型多级惯容减震系统通过安装连接单元设置在结构中。

所述安装连接单元包括封闭保护壳和耳环。所述封闭保护壳用以容放并支撑形状记忆合金型耗能单元和多级惯容吸能增效单元；所述耳环设置在所述封闭保护壳外，用以将所述形状记忆合金型多级惯容减震系统设置在结构中。

所述多级惯容吸能增效单元包括齿条、主动齿轮组、被动齿轮组、若干多级齿轮组、传动齿条和限位单元。

所述主动齿轮组包括主动齿轮；所述被动齿轮组包括同轴设置的被动齿轮和被动旋转质量，所述多级齿轮组包括同轴设置的多级齿轮和多级旋转质量。

进一步，主动齿轮组还可以包括主动轴承和主动旋转轴，主动旋转轴的两端分别连接在封闭保护壳的内壁上，主动齿轮通过主动轴承与主动旋转轴连接。

进一步，被动齿轮组还可以包括被动轴承和被动旋转轴，被动旋转轴的两端分别连接在封闭保护壳的内壁上，被动齿轮和被动旋转质量通过被动轴承与被动旋转轴连接。

进一步，多级齿轮组还可以包括多级轴承和多级旋转轴，多级旋转轴的两端分别连接在封闭保护壳的内壁上，多级齿轮和多级旋转质量通过多级轴承与多级旋转轴连接。