[发明专利]自复位FSMA复合阻尼器及其工作方法

说明书

本发明提供一种自复位FSMA复合阻尼器，包括外板及位于外板中部的内板，所述外板与内板之间采用多个预紧螺栓压紧连接，所述外板与内板之间设有SMA绞线，所述SMA绞线两端分别均固定在外板的顶面或是底面，SMA绞线中部固定在内板上。本装置结构简单，设计合理，实现了阻尼器在正向与反向加载下具有相同的力学特性；提高摩擦耗能与自复位的可靠性；与此同时，简化阻尼器的受力途径，便于设计、制作与安装，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种自复位FSMA复合阻尼器及其工作方法。

背景技术

现有的摩擦耗能阻尼器多未进行震后自复位性能的设计，同时，具有自复位性能的摩擦耗能阻尼器多采用的是预应力钢绞线或形状记忆合金等等，利用这些外加部件所提供的反力来实现阻尼器震后的自复位功能。2018年01月19日，国家知识产权局授权公告了“一种二阶摩擦阻尼器及减震方法”的发明专利（公告号为：CN 106013922 B），该发明涉及一种二阶摩擦阻尼器，一种二阶摩擦阻尼器包括一阶摩擦单元和二阶摩擦单元，一阶摩擦单元和二阶摩擦单元通过焊接串联；一阶摩擦单元包括下连接板、下摩擦板、一阶主板、上摩擦板、上连接板，通过高强螺栓将上连接板、一阶主板、下连接板连接；二级摩擦单元包括角钢A、角钢B、摩擦板、垫板、二级主板，通过高强螺栓将角钢A、角钢B、二级主板连接。该阻尼器通过高强螺栓预压力，调节起滑力。中、小震作用下启动一阶摩擦单元，大震时一阶摩擦单元和二阶摩擦单元同时工作。当外力小于一阶摩擦起滑力时，一阶摩擦单元未启动；当外力大于等于一阶摩擦起滑力并且小于二阶摩擦起滑力时，一阶主板相对上摩擦板和下摩擦板运动；当外力大于等于二阶摩擦起滑力时，二阶主板相对摩擦板运动，一阶和二阶摩擦单元同时耗能。该技术方案的缺陷在于该阻尼器不具备震后自复位能力，其在震时发生的耗能变形将被保留，这将导致阻尼器在结构发生余震时或下次地震中难以发挥设计性能，甚至失效。

2018年02月02日，国家知识产权局授权公告了一种“SMA合金丝材自复位阻尼器”的发明专利（公告号为：CN 206957318 U），该发明专利包括U形卡槽和位于U形卡槽内可移动的导棒，U形卡槽包括一对侧板和底板，侧板的两端均对应设置有第一长圆孔和第二长圆孔，底板上设置有第一连接件；导棒的长度小于U形卡槽的深度，导棒的两端分别设置有第三长圆孔和第四长圆孔，导棒远离底板的一端设置有第二连接件；第一长圆孔和第三长圆孔内穿设有受拉运动连接棒，第二长圆孔和第四长圆孔内穿设有受压运动连接棒，受拉运动连接棒和受压运动连接棒的两端之间均环绕有SMA合金丝材。该技术方案的缺陷在于阻尼器的两端采用了固接受力，导致阻尼器可能进入受弯变形的工作状态，此时阻尼器的性能将受到极大的影响。

2020年01月07日，国家知识产权局授权公告了“一种方形套筒式自复位金属摩擦阻尼器”的发明专利（公告号为：CN 108331193 B），该发明包括外套筒和设置于外套筒内的内筒，所述阻尼器通过两端的连接杆与外部结构相连，其中，一端的连接杆穿过外套筒的一端与内筒的一端相连，另一端的连接杆与外套筒的另一端相连，内筒的另一端与外套筒的另一端之间还设置有复位弹簧，所述外套筒和内筒之间设置有摩擦结构。该发明的方形套筒式自复位金属阻尼器，通过在内筒开槽，通过在外套筒开螺栓孔来增加阻尼力，具有在受压和手拉两种状态时自复位功能。该技术方案的缺陷在于SMA弹簧与内筒底部之间的焊点在大震中可能发生断裂，此时，该阻尼器的受拉刚度与受压刚度将不再相等，这将大大影响结构的设计性能，使结构震时破坏的可能性增大。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题提供一种自复位FSMA复合阻尼器及其工作方法，实现阻尼器在正向与反向加载下具有相同的力学特性；提高摩擦耗能与自复位的可靠性；与此同时，简化阻尼器的受力途径，便于设计、制作与安装。

本发明的具体实施方案是：提供一种自复位FSMA复合阻尼器，包括外板及位于外板中部的内板，所述外板与内板之间采用多个预紧螺栓压紧连接，所述外板与内板之间设有SMA绞线，所述 SMA绞线两端分别均固定在外板的顶面或是底面，SMA绞线中部固定在内板上，用以为阻尼器提供复位所需的复位力。