[发明专利]基于电涡流和形状记忆合金技术的自复位调谐质量阻尼器

说明书

本发明公开了基于电涡流和形状记忆合金技术的自复位调谐质量阻尼器，属于结构振动控制技术领域。所述的自复位调谐质量阻尼器包括空心长方体、盖板、螺栓、质量块、齿轮a、齿轮b、齿轮c、铜片、永磁体组、隔板、滚珠、铰钉、杠杆、形状记忆合金、转动轴a、转动轴b、支撑钢板和转动轴c。所述的质量块运动导致铜片的转动并产生电涡流进行耗能，采取调整齿轮尺寸的方式将铜片转动放大，较小的质量块位移即可引起较大角度的铜片转动，耗能效率大大提高；通过调整杠杆长短力臂之比的方式将形状记忆合金的伸长量进行放大，质量块的小位移即可引起较大的形状记忆合金伸长，耗能效率高；本发明设计合理、构造简单、安装方便，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于结构振动控制技术领域，尤其涉及基于电涡流和形状记忆合金技术的自复位调谐质量阻尼器。

背景技术

随着国家的发展，高层建筑、高耸结构、大跨结构的数量与日俱增。在强风、地震等动力荷载作用下，这些结构会产生比较大的振动，影响到结构的正常使用及安全。结构振动控制是通过在结构中设置减振或隔振装置来消耗或隔离外部激励对结构的作用。目前针对振动控制装置的研发多集中于被动控制装置，这些装置具有构造简单，无需人工干预等优点，其中，调谐质量阻尼器是一类应用广泛的被动控制装置。

调谐质量阻尼器，是在主结构上附加的一个子结构，其固有频率接近主结构的固有频率。当主结构振动时，子结构就会产生一个相反的惯性力，使主结构的振动得到衰减。传统调谐质量阻尼器要达到预定的减振性能，其自身质量与被控结构质量的比值需要达到一定范围，但受限于安装空间等因素，其设计质量往往较小，无法达到预期减振效果。这就需要将其他技术与调谐质量阻尼器相结合，以提高减振效率，而电涡流和形状记忆合金技术具有良好的耗能减振能力。

电涡流阻尼技术是基于电磁感应定律把物体运动的机械能转化为导体板中的电能，然后通过导体板的热阻效应将电能转化为热能来耗散系统的振动能量。导体板在磁场中运动产生电涡流后，电涡流会与原磁场相互作用，产生阻碍导体板与磁场相对运动的阻尼力，同时导体板内产生的电涡流以热能的形式不断地耗散到周围的环境中。电涡流阻尼技术采用非接触式耗能的方式，具有耐久性好、寿命长、阻尼易调节等优点，得到广泛应用。

形状记忆合金是一种具有多种特殊力学性能的新型功能材料，具有显著的形状记忆效应、相变超弹性和高阻尼特性。较其他材料相比，形状记忆合金的抗疲劳性能很好，变形可恢复应变很大(6％～8％)。因此，基于形状记忆合金制成的阻尼器，较其他类型的阻尼器相比，具有变形可自动回复的特点，又具有较高的阻尼耗能能力，可有效减小结构在地震、风振作用下的损伤，降低灾后修复成本。

针对现有产品的不足，本发明将调谐质量阻尼器与电涡流和形状记忆合金技术相结合，提出了基于电涡流和形状记忆合金技术的自复位调谐质量阻尼器。

发明内容

本发明针对现有技术中阻尼耗能低、维护过程繁琐等问题，本发明提出阻尼耗能高、维护成本低，且具有自动复位功能的基于电涡流和形状记忆合金技术的自复位调谐质量阻尼器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于电涡流和形状记忆合金技术的自复位调谐质量阻尼器，所述的自复位调谐质量阻尼器包括空心长方体1、盖板2、螺栓3、质量块4、齿轮a5、齿轮b6、齿轮c7、铜片8、永磁体组9、隔板10、滚珠11、铰钉12、杠杆13、形状记忆合金14、转动轴a15、转动轴b16、支撑钢板17和转动轴c18。