形状记忆合金摩擦复合隔振器制造技术

本发明专利技术公开了一种形状记忆合金摩擦复合隔振器，包括连接上法兰的内筒和连接下法兰的外筒，内筒和外筒同轴，内筒和外筒间通过多层奥氏体形状记忆合金绞线沿径向连接，内筒下方设置可滑动内筒底座，可滑动内筒底座内部设置轴向奥氏体形状记忆合金弹簧和若干组径向奥氏体形状记忆合金弹簧，径向奥氏体形状记忆合金弹簧通过滑动摩擦副连接内筒，可滑动内筒底座下部通过自适应滑动摩擦副连接外筒；滑块前部设置上小下大的斜面，内筒下部外壁设置与斜面对应的倒角。本发明专利技术形状记忆合金摩擦复合隔振器综合利用了奥氏体形状记忆合金的大变形自复位能力和摩擦元件高耗能特点，可实现被控结构在水平面内多方向以及垂向的振动控制和自行复位的目的。

【技术实现步骤摘要】
形状记忆合金摩擦复合隔振器
本专利技术是分案申请，母案申请号2013101459528，母案申请日2013年4月25日，母案专利技术名称形状记忆合金摩擦复合隔振器。本专利技术属于土木工程
，特别涉及一种形状记忆合金摩擦复合隔振器。
技术介绍
工程结构抗震是工程
内必须研究的重点课题之一。强烈的地震带来的沉痛灾难有目共睹，大量的桥梁等建筑结构在强震作用下毁于一旦，从而造成巨大的经济和社会损失。因此在土木结构设计中，必须对结构进行科学且严格的抗震设计。结构振动控制技术为抗震设计提供有效的设计方法和途径。结构振动控制是通过吸振、隔振或者通过外部主动输入能量来控制工程主体结构的振动水平，以免强烈的振动导致工程结构的破坏或损伤。在实际工程中，是通过在结构中装设某种元件或者装置来改变结构的动力学特性，从而达到结构振动控制的目的。传统隔振技术作为主要的结构振动控制手段已经非常成熟，但目前工程上应用的隔振装置仍存在的问题有：震后自复位性能差，比如摩擦阻尼器和软刚阻尼器等；较难维护，比如粘滞阻尼器等；耐久性和抗腐蚀性差，比如橡胶隔振器的橡胶垫易老化。形状记忆合金是一种新材料，具有独特的形状记忆效应和伪弹性(超弹性)。其中形状记忆效应使该合金具有较强的耗能能力，而伪弹性使形状记忆合金具有大变形自回复能力和一定的滞后耗能能力，并且具备优秀的耐腐蚀、抗疲劳性能，利用其构造的隔振器可以克服目前隔振器的上述缺陷。但是单纯利用伪弹性形状记忆合金构造阻尼器，显得耗能能力不足。而综合利用形状记忆合金的伪弹性和形状记忆效应会使结构参数设计过于复杂，且造价较高，而不便于工程应用。CN101575882A公开了一种混合型形状记忆合金多维隔振器，主要由上法兰、内筒、马氏体形状记忆合金耗能弹簧、奥氏体形状记忆合金绞线、外筒、底盘、薄壁形状记忆合金空心球和下法兰组成。上述混合型形状记忆合金多维隔振器利用了形状记忆合金超弹性的自复位能力和形状记忆效应的高阻尼特性来实现振动控制，但是对于垂向振动的应力以外筒内部放置的薄壁形状记忆合金空心球作为载荷受体，其承受载荷范围较小，卸载后复位能力差，一旦过载后其复位时间长，甚至出现难以复位的情形，这对于其安装受体存在着极大的安全隐患；在水平方向上，采用马氏体形状记忆合金耗能弹簧单纯作为耗能构件，其代价之高不言自明，很不经济，相比而言，摩擦阻尼元件具有较强耗能能力，且结构简单可靠，比较廉价，经济适用；再有，对于振动情况比较复杂的情形，比如基础伴随一定转动的情况，该装置中外筒的倾斜会导致形状记忆合金空心球垂直方向上受力局部集中，从而引起合金空心球发生不可回复的变形甚至破坏，增加了该装置损坏的概率。因此，亟需设计出一种新的复合隔振器来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种新的形状记忆合金摩擦复合隔振器，其目的在于解决现有隔振器的自复位和自适应能力差、较难维护、耗能能力不足、抗疲劳和抗腐蚀性能差、隔振方向单一等问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种形状记忆合金摩擦复合隔振器，包括连接上法兰的内筒和连接下法兰的外筒，所述内筒和外筒同轴，所述内筒和外筒间通过多层奥氏体形状记忆合金绞线沿径向连接，所述内筒下方设置可滑动内筒底座，所述可滑动内筒底座内部设置轴向奥氏体形状记忆合金弹簧和若干组径向奥氏体形状记忆合金弹簧，所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧通过滑动摩擦副连接所述内筒，所述可滑动内筒底座下部通过自适应滑动摩擦副连接所述外筒。所述奥氏体形状记忆合金绞线在内筒、外筒圆周上对称布置六组或八组，每组设置为三层或五层，所述奥氏体形状记忆合金绞线的端部通过绞线固定卡环固定。所述可滑动内筒底座内部设置内台阶，所述内台阶的内侧面设置所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧的安装座，所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧前端设置可以在所述内台阶上移动的滑块。所述可滑动内筒底座上部侧面设置安装所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧的安装座内孔，所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧前端设置部分伸出所述安装座内孔的滑块。所述滑块前部设置上小下大的斜面，所述斜面设置凹弧，所述内筒下部外壁设置与所述斜面对应的倒角。所述滑动摩擦副包括所述滑块前部的外半副和所述内筒外壁的内半副。所述自适应滑动摩擦副包括可滑动内筒底座底面设置的上半副和所述外筒底面上的下半副，所述上、下半副的接触面设置为具有一定下凹的弧面。所述滑动摩擦副和所述自适应滑动摩擦副采用聚四氟乙烯制件。所述奥氏体形状记忆合金绞线表面涂制隔氢层。所述内筒和外筒表面设置防锈层。本专利技术形状记忆合金摩擦复合隔振器的上下两端通过上法兰和下法兰以及配套的螺栓、螺母固定在需要进行隔振的结构中，确保所述内筒和外筒同轴，所述内筒和外筒间通过多层奥氏体形状记忆合金绞线沿径向连接，所述奥氏体形状记忆合金绞线设置为三层或五层，跨度占到外筒高度的一半以上，每一层均包括所述内筒、外筒圆周上对称布置的六组或者八组奥氏体形状记忆合金绞线，可以保证应力载荷卸载后不同高度层面上多点同时做功，保证结构有足够的复位能力和一定的耗能能力；所述奥氏体形状记忆合金绞线端部设置绞线固定卡环，可以通过调节绞线固定卡环使奥氏体形状记忆合金绞线初始应变位于形状记忆合金应力诱发马氏体相变应力—应变曲线平台的中点，保证形状记忆合金小变形的耗能能力和大变形的复位能力；所述可滑动内筒底座内部设置轴向奥氏体形状记忆合金弹簧，上端连接所述内筒，用于竖直方向振动状态时耗能，并在在卸载后实现自复位。所述可滑动内筒底座内台阶的侧面通过所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧连接滑块，所述滑块可在可滑动内筒底座内台阶上沿径向滑动；这里也可以采用另一种安装形式：所述可滑动内筒底座内部上侧设置安装所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧的安装座内孔，所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧前端设置部分伸出所述安装座内孔的滑块，所述安装座内孔同时具备导轨和安装座的作用，这两种途径均可以在卸载后辅助实现内筒的径向准确复位。所述滑块前部设置上小下大的斜面，所述斜面设置凹弧，便于适应于所述内筒，在竖直方向上具有一定的复位导向作用，所述内筒下部外壁设置的倒角，配合所述外半副和所述内半副形成滑动摩擦副，对于内筒的竖直方向振动能起到良好的耗能作用。所述可滑动内筒底座下部通过自适应滑动摩擦副连接所述外筒；所述自适应滑动摩擦副包括可滑动内筒底座底面设置的上半副和所述外筒底面上的下半副，所述上、下半副的接触面形成一定下凹的弧面，可以自适应于本专利技术所处的受力状态，从而降低由于基础微小倾斜和垂直面内微小转动造成的局部受力不均对结构可靠性和抗破坏性的影响；所述滑动摩擦副和所述自适应滑动摩擦副采用聚四氟乙烯制件，成本低廉，耗能效果佳。所述奥氏体形状记忆合金绞线表面涂制隔氢层，有效隔离外界氢原子和氢化物对形状记忆合金在时效过程中表面的相变与破坏,避免产生氢致表面收缩产生较大张应力所致时效裂纹，提高了本专利技术奥氏体形状记忆合金绞线对外界环境的适应能力及其使用的持久性；所述内筒和外筒表面设置防锈层，防止环境因素导致锈蚀、损坏，提高其使用寿命。本专利技术形状记忆合金摩擦复合隔振器的工作原理：当有水平方向基础激励时，所述内筒与外筒之间在水平面内有相对运动，此时所述奥氏体形状记忆合金绞线总有部分伸长和部分缩短，在此运动过程中，由于形状记忆合金加卸载形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状记忆合金摩擦复合隔振器，包括连接上法兰的内筒和连接下法兰的外筒，所述内筒和外筒同轴，其特征在于：所述内筒和外筒间通过多层奥氏体形状记忆合金绞线沿径向连接，所述内筒下方设置可滑动内筒底座，所述可滑动内筒底座内部设置轴向奥氏体形状记忆合金弹簧和若干组径向奥氏体形状记忆合金弹簧，所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧通过滑动摩擦副连接所述内筒，所述可滑动内筒底座下部通过自适应滑动摩擦副连接所述外筒，所述奥氏体形状记忆合金绞线在内筒、外筒圆周上对称布置六组或八组，每组设置为三层或五层，所述奥氏体形状记忆合金绞线的端部通过绞线固定卡环固定，所述自适应滑动摩擦副包括可滑动内筒底座底面设置的上半副和所述外筒底面上的下半副，所述上、下半副的接触面设置为具有一定下凹的弧面。

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆合金摩擦复合隔振器，包括连接上法兰的内筒和连接下法兰的外筒，所述内筒和外筒同轴，其特征在于：所述内筒和外筒间通过多层奥氏体形状记忆合金绞线沿径向连接，所述内筒下方设置可滑动内筒底座，所述可滑动内筒底座内部设置轴向奥氏体形状记忆合金弹簧和若干组径向奥氏体形状记忆合金弹簧，所述径向奥氏体形状记忆合金弹簧通过滑动摩擦副连接所述内筒，所述可滑动内筒底座下部通过自适应滑动摩擦副连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振华，绳飘，袁军伟，毛翠丽，王钦亭，闫安志，岳高伟，蔺海晓，常旭，程良彦，
申请(专利权)人：河南行知专利服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41