[发明专利]一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法，包括质量块，所述质量块能够在设定平面内运动，所述质量块通过连接机构与刚性杆连接，所述刚性杆端部伸入温控箱内部，且固定有端板，所述端板与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与温控箱的箱壁固定连接，质量块能够通过连接机构和刚性杆带动端板在温控箱内运动，所述弹簧采用形状记忆合金制成，所述温控箱内安装有温度控制装置，用于控制温控箱内的温度，本发明的减振装置能够实现变刚度智能减振及宽频减振。

技术领域

本发明涉及土木工程振动控制技术领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着社会的快速发展，各种大型建筑相继建成，具有重要的经济和社会意义，因而需要更大的可靠性与安全性。传统的设计理念主要通过大尺寸构件来提高结构强度与刚度，导致建筑结构质量增加且费用代价过大。目前，合理有效的抗震途径是在建筑结构上附加阻尼装置，以减轻结构的地震响应。

目前，根据是否需要外界能量输入，振动控制技术分为被动控制、半主动控制和主动控制。半主动控制和主动控制需要额外的能量输入，能够根据外界激励情况来实时的调节自身的工作能力，减振效果更加显著。然而，由于理论基础不成熟和工程实际条件局限性等原因，工程中应用中最多且研究最成熟的是被动控制。其中，调谐质量阻尼器构造简单，是目前应用最为广泛的减振方式之一。调谐质量阻尼器主要由质量块、螺旋弹簧和阻尼系统组成。发明人发现，由于螺旋弹簧自身性质的约束，无法做到改变自身阻尼和刚度来适应不同激励强度下的减振要求，易导致阻尼器的振动频率与结构的振动频率相失谐，所能控制的频带范围较窄。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置，能够实现非线性变刚度智能减振的目的，而且能够实现宽频减振。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，包括能够在设定平面内运动的质量块，所述质量块通过连接机构与刚性杆连接，所述刚性杆端部伸入温控箱内部且固定有端板，所述端板与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与温控箱的箱壁固定连接，质量块能够通过连接机构和刚性杆带动端板在温控箱内运动，所述弹簧采用形状记忆合金制成，所述温控箱内安装有温度控制装置，用于控制温控箱内的温度。

第二方面，本发明的实施例提供了一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置的方法，主体结构在地震或风载荷作用下发生振动时，质量块在设定平面内运动，温度控制装置控制温控箱内的温度，使得由形状记忆合金制成的弹簧达到设定温度，发挥最佳减振能力。

本发明的有益效果：

本发明的温控减振装置，弹簧采用形状记忆合金制成，在不同温度下具有稳定的超弹性性能，当马氏体和奥氏体之间发生顺、逆相态转变时可以实现非线性变刚度智能减振的目的，且温控箱内的温度能够利用温度控制装置进行实时调节，可以根据外界激励变化情况和结构振动响应形式实时的改变弹簧的屈服力，实现宽频减振的目的。当主体结构振动结束后，将弹簧能够恢复到最初状态，使其在下次工作时仍然实现良好的减振能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明实施例1整体结构主视图；

图3为本发明实施例1整体结构俯视图；

图4为本发明实施例1第一温控箱内部结构示意图；

图5为本发明实施例1第二温控箱内部结构示意图；