[发明专利]一种摩擦与气弹辅助螺旋形状记忆合金丝楔形自监测阻尼器

说明书

本发明公开了一种摩擦与气弹辅助螺旋形状记忆合金丝楔形自监测阻尼器，其主要由楔形压块、楔形平移块、活塞杆、形状记忆合金丝、滑块、复位弹簧、限位导向柱、基座以及连接绳组成。该装置依靠形状记忆合金丝受拉吸能、各元件间摩擦吸能、楔形压块与活塞杆之间的空气压缩吸能及复位弹簧受压吸能四种方式吸收冲击载荷的作用，依靠复位弹簧与形状记忆合金丝的超弹性实现自复位功能。通过电阻数据采集装置可以直接测量形状记忆合金丝的电阻值，通过电阻值可以反映形状记忆合金丝的伸长量与阻尼器对冲击载荷的衰减效果，无需连接额外的传感器，即可实现自监测功能。这对形状记忆合金丝在缓冲吸能领域的研究与应用具有先进的指导意义与实用价值。

技术领域

本发明涉及形状记忆合金阻尼器领域，特别是涉及一种摩擦与气弹辅助螺旋形状记忆合金丝楔形自监测阻尼器。

背景技术

阻尼器是一种缓冲吸能装置，通过提供运动阻力和消减运动能量进行工作。利用阻尼来吸能减振的技术应用很广，在航空、航天、军工、枪炮、汽车等行业中早已经应用了各种各样的阻尼器来进行消能减振。主要有液体阻尼器、气体阻尼器和电磁阻尼器三类。

近些年来，随着对形状记忆合金超弹性性能的了解越发深入，国内外研究人员利用形状记忆合金杆或丝的超弹性性能设计了不同类型的自复位阻尼器，主要分为两类。第一类是直线布置式形状记忆合金丝阻尼器，该类阻尼器中形状记忆合金丝主要为直线型布置，布置简单，但为了增加形状记忆合金丝变形量，增加了形状记忆合金丝长度，使得阻尼器轴向尺寸较大；第二类是折线布置式形状记忆合金丝阻尼器，该类阻尼器中形状记忆合金丝主要为弯折式布置，虽然在更少的空间内增加了形状记忆合金丝长度，但是形状记忆合金丝在各个弯折处易产生较大的弯曲应力，影响阻尼器性能，且内部结构复杂。

综上所述，当前国内外所设计的形状记忆合金阻尼器主要有以下不足：结构较为复杂且尺寸过大；形状记忆合金丝直线式布置变形量小，折线式布置易产生较大弯曲应力。本发明设计一种摩擦与气弹辅助螺旋形状记忆合金丝楔形自监测阻尼器，该装置可以依靠形状记忆合金丝受拉、各元件间摩擦、复位弹簧受压三种与位移相关的方式吸能，也可以依靠楔形压块与活塞杆之间的空气压缩这一与速度相关的方式降低冲击载荷的作用效果。通过电阻数据采集装置可以测量形状记忆合金丝的电阻值，该值可以反应形状记忆合金丝的相变、应变，进而可以反应出阻尼器对冲击载荷的衰减效果。该阻尼器具有体积质量小、集成度高、自复位、缓冲吸能能力强、自监测、装配简单、使用方便的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦与气弹辅助螺旋形状记忆合金丝楔形自监测阻尼器。该装置可以实现降低冲击载荷的作用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种摩擦与气弹辅助螺旋形状记忆合金丝楔形自监测阻尼器主要由楔形压块、楔形平移块、活塞杆、形状记忆合金丝、滑块、复位弹簧、限位导向柱、基座以及连接绳组成。

所述的楔形压块上方有4个螺纹孔，可以与振动元件连接，楔形压块中间有一阶梯型长孔，长孔上端孔径较小，可以穿过连接绳，保证工作期间楔形压块与活塞杆之间无法分离，长孔下端孔径较大，可以与活塞杆形成间隙配合，以保证活塞杆可以在楔形压块内部自由滑动。

所述的活塞杆是一阶梯状长杆，活塞杆下端可以与基座形成过渡配合，活塞杆最下端有螺纹，通过螺母可以将活塞杆紧固在基座上，以保证二者在工作期间无法分离，楔形压块与4个楔形平移块之间线接触，每个楔形平移块下端有2个螺纹孔，可以通过螺栓将滑块与楔形平移块连接在一起，将滑块固定在基座的凹槽里，滑块可带动楔形平移块沿着凹槽做直线运动，4个楔形平移块环绕在活塞杆周围且相互配合，可形成一个圆柱外表面，其中一个楔形平移块侧面有两个螺纹孔，可以固定形状记忆合金丝两端及电阻数据采集线缆。