一种SMA弹簧-STF粘滞阻尼器制造技术

本发明专利技术是一种SMA弹簧‑STF粘滞阻尼器，包括第一连接件、活塞杆、左端盖、第一阻尼腔体、阻尼缸体、活塞、第二阻尼腔体、SMA弹簧、右端盖和第二连接件；阻尼缸体一端设有左端盖，另一端设有右端盖；阻尼缸体内部通过活塞分隔为第一阻尼腔体和第二阻尼腔体；活塞杆上套设的两个SMA弹簧分别置于第一阻尼腔体和第二阻尼腔体内；在第一阻尼腔体和第二阻尼腔体填入有STF剪切增稠液。当活塞向一侧移动时，一侧的SMA弹簧被压缩，另一侧的SMA弹簧向原长的趋势恢复。两侧SMA弹簧伸缩量的不同，产生阻力差，为粘滞阻尼器提供阻尼力。本发明专利技术具有改善低频荷载下耗能和对结构超量位移产生限位阻力的作用，且在卸载后可以实现自复位，具有结构简单和节约空间等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种SMA弹簧-STF粘滞阻尼器
本专利技术涉及减震抗震领域，尤其涉及一种具有自复位功能和限位功能的阻尼器。
技术介绍
地震是一种破坏性极大的自然灾害，其短时间内造成的损失不可估量，对人类的生存和发展造成了巨大的威胁。地震在我国是比较常见的自然灾害，一旦发生，就会造成大量的人员伤亡以及房屋、基础设施等结构的坍塌或破坏。近年来我国几次地震灾害都让人类付出了惨痛的代价，其中建筑结构在地震作用下的破坏是导致人员伤亡和经济损失的最直接原因。因此，提高建筑结构的抗震防灾能力是减小地震灾害损失的最根本的措施。但传统抗震方法并不能起到很好的结构减震效果，因此在抗震领域寻找新的设计概念和方法已经显得尤为重要。1972年美国Purdue大学的姚志平教授将结构控制理论引入土木工程领域，相比传统的抗震设计方法，结构控制使得结构具有自我调整和自我控制的能力，在应对不同的地震荷载时，能根据地震的强度、频谱、持续时间在一定范围内对自身的刚度、阻尼甚至质量等特性进行调整，这有利于减小结构的动力响应，以及满足结构安全和舒适的基本要求。结构控制有主动控制、半主动控制、结构隔震、消能减震和智能控制等几个方向组成。其中关于消能减震的研究和应用比较成熟。消能减震体系是把结构的某些非承重构件设计成耗能构件，或在结构物的某些部位装设耗能装置，这些耗能构件和装置在大震时首先进入塑性状态，帮助结构耗散能量。按照消能减震器的耗能机理不同可以将其分为以下几个类别：1)粘滞性阻尼器；2)金属阻尼器；3)摩擦阻尼器；4)粘弹性阻尼器；5)电(磁)感应阻尼器。粘滞阻尼器是一种无刚度、速度相关型阻尼器，主要用于房屋、工业建筑、桥梁等大型高层建筑结构上，用来耗散地震等带来的破坏性能量。因为普通粘滞阻尼器的阻尼力是由速度决定的，所以它对由低速静载引起的结构变形没有阻尼作用或作用很小，如果结构变形超出设计位移，结构就可能遭到破坏。
技术实现思路
本专利技术专利的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷而提出一种低频下能够提供阻尼力，且具有自复位功能的粘滞阻尼器。该粘滞阻尼器同时具有良好的耗能减震及复位功能，且静载荷变形超过设计行程时能够提供限位功能，其构造简单，易于安装。本专利技术采用的技术方案是：一种SMA弹簧-STF粘滞阻尼器，包括第一连接件、活塞杆、左端盖、第一阻尼腔体、阻尼缸体、活塞、第二阻尼腔体、SMA弹簧、右端盖和第二连接件；阻尼缸体一端设有左端盖，另一端设有右端盖；阻尼缸体内部通过活塞分隔为第一阻尼腔体和第二阻尼腔体；活塞设在活塞杆上；活塞杆一端贯穿左端盖后与第一连接件连接，活塞杆另一端贯穿右端盖；右端盖上固接有第二连接件；活塞杆上套设的两个SMA弹簧分别置于第一阻尼腔体和第二阻尼腔体内；在第一阻尼腔体和第二阻尼腔体填入有STF剪切增稠液。本专利技术的优点是：本专利技术阻尼器在低频荷载作用下主要由SMA弹簧提供阻尼力，在中高频荷载作用下同时由SMA弹簧和剪切阻尼液提供阻尼力，既满足一般使用工况需求，又能在低频荷载作用下弥补普通粘滞阻尼器阻尼力不足的缺点，帮助建筑物消耗更多能量。且SMA弹簧具有限位功能，当对粘滞阻尼器静载荷变形超过设计行程时，通过SMA弹簧的压缩起限位作用。且本专利技术阻尼器拥有自复位功能，卸载后能恢复初始状态。活塞两端的活塞杆分别装有SMA弹簧，保证了阻尼器活塞杆推拉都有SMA弹簧的阻尼力介入。同时阻尼液和SMA弹簧各自发挥作用，使阻尼器同时具有良好的耗能减震及复位功能。附图说明图1为本专利技术的粘滞阻尼器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方法，对本专利技术进行详细说明。如图1所示，一种SMA弹簧-STF粘滞阻尼器，包括第一连接件1、活塞杆2、左端盖3、第一阻尼腔体4、阻尼缸体5、活塞6、第二阻尼腔体7、SMA弹簧8、右端盖9和第二连接件10；阻尼器采用双出杆形式；阻尼缸体5一端设有左端盖3，另一端设有右端盖9；阻尼缸体5内部通过活塞6分隔为第一阻尼腔体4和第二阻尼腔体7；活塞6设在活塞杆2上；活塞杆2一端贯穿左端盖3后与第一连接件1连接，活塞杆2另一端贯穿右端盖9；右端盖9上固接有第二连接件10；活塞杆2上套设的两个同等长度SMA弹簧8分别置于第一阻尼腔体4和第二阻尼腔体7内；在第一阻尼腔体4和第二阻尼腔体7填入有STF剪切增稠液。活塞杆上的SMA弹簧在活塞杆上可沿活塞杆伸长或压缩，两根SMA弹簧共同工作。当活塞沿着阻尼腔体移动时，会压缩前进方向活塞上的SMA弹簧，并使另一方向的SMA弹簧向原长恢复。在行程范围内，两根SMA弹簧的伸缩量之和为0。静载变形超过设计行程时，一根SMA弹簧被压缩,另一根SMA弹簧向原长恢复直至退出工作。当卸除外荷载后，被压缩的SMA弹簧伸长并推动活塞向相反方向运动，另一根SMA弹簧被压缩且恢复工作。活塞杆2与左端盖3和右端盖9之间设置有密封圈。当粘滞阻尼器受到拉力时，第一连接件1带动活塞杆2和活塞6向左运动，第一阻尼腔体4内的SMA弹簧受压变短，第二阻尼腔体7内的SMA弹簧向原长伸长。当拉力很缓慢时，活塞6节流孔剪切阻尼液得到的阻尼力很小，阻尼器所提供的阻尼力主要由SMA弹簧提供。当拉伸力达到一定速度以上，阻尼器所提供的阻尼力同时由SMA弹簧和剪切阻尼液得到的阻尼力提供；当粘滞阻尼器受到压力，第二阻尼腔体7内的SMA弹簧受压变短，第一阻尼腔体4内的SMA弹簧向原长伸长。同理，当压缩力很缓慢时，阻尼器所提供的阻尼力主要由SMA弹簧提供。当压缩力达到一定速度时，阻尼器所提供的阻尼力同时由SMA弹簧和剪切阻尼液得到的阻尼力提供。当外力消失后，由于SMA弹簧的超弹性恢复力推动活塞6，使阻尼器复位，并且在复位过程中，活塞6会推动阻尼介质通过节流孔。因此，本专利技术涉及的阻尼器是通过STF剪切增稠液流过节流孔的内摩擦和SMA弹簧的压缩、恢复来共同消耗能量，实现对结构的消能减震。所述的SMA弹簧8的阻力与加载速度无关，仅和结构变形位置有关。为了保证变形控制在设计范围内，SMA弹簧的参数可根据载荷与变形的关系选用。本专利技术具有改善结构的动力响应和自复位的作用，同时对结构超量位移产生一定的限位阻力作用，且具有安装简单，操作方便等特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SMA弹簧‑STF粘滞阻尼器，其特征在于，包括第一连接件、活塞杆、左端盖、第一阻尼腔体、阻尼缸体、活塞、第二阻尼腔体、SMA弹簧、右端盖和第二连接件；阻尼缸体一端设有左端盖，另一端设有右端盖；阻尼缸体内部通过活塞分隔为第一阻尼腔体和第二阻尼腔体；活塞设在活塞杆上；活塞杆一端贯穿左端盖后与第一连接件连接，活塞杆另一端贯穿右端盖；右端盖上固接有第二连接件；活塞杆上套设的两个SMA弹簧分别置于第一阻尼腔体和第二阻尼腔体内；在第一阻尼腔体和第二阻尼腔体填入有STF剪切增稠液。

【技术特征摘要】
1.一种SMA弹簧-STF粘滞阻尼器，其特征在于，包括第一连接件、活塞杆、左端盖、第一阻尼腔体、阻尼缸体、活塞、第二阻尼腔体、SMA弹簧、右端盖和第二连接件；阻尼缸体一端设有左端盖，另一端设有右端盖；阻尼缸体内部通过活塞分隔为第一阻尼腔体和第二阻尼腔体；活塞设在活塞杆上；活塞杆一端贯穿左端盖后与第一连接件连接，活塞杆另一端贯穿右端盖；右端盖上固接有第二连接件；活塞杆上套设的两个SMA弹簧分别置于第一阻尼腔体和第二阻尼腔体内；在第一阻尼腔体和第二阻尼腔体填入有STF剪切增稠液。2.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于：活塞杆上的SMA弹簧在活塞杆上可沿活塞杆伸长或压缩，两根SMA弹簧共同工作。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽，张贺铭，张春巍，朱春阳，吕胤儒，李闯，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21