双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器，其包括：阻尼箱体；第一耗能部分，包括沿第一方向布置的SMA弹簧耗能装置和阻尼装置，弹簧耗能装置的主传动机构和副传动机构分别能够响应于沿第一方向的外力而促使SMA弹簧组拉伸或压缩从而耗能，阻尼装置能够通过摩擦力耗能；第二辅助传动部分，其能够响应于沿第二方向的外力而驱使主传动机构相对于副传动机构运动，进而促使弹簧组拉伸或压缩；温控装置，其能够调节阻尼箱体内的温度，以改变弹簧组的阻尼系数和刚度并实现阻尼器的自复位。本发明专利技术相比于现有技术，能够实现水平和竖直两个方向上的耗能减震作用，对于复杂振动条件下的减震抗震具有更好的耗能效果，且易于复位。且易于复位。且易于复位。

【技术实现步骤摘要】
双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器


[0001]本专利技术涉及结构减振的
，尤其涉及一种双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器。

技术介绍

[0002]结构减振控制就是通过在结构上安装耗能减振装置减轻或抑制结构由于地震等外荷载引起的反应，在土木工程领域主要用于建筑物的耗能减振。目前主要的结构减震控制技术有被动控制、主动控制和半主动控制等几种减振控制方法。被动控制是一种不需要外部能源的减震控制技术，一般是在结构的某个部位附加一个子系统，或对结构自身的某些构件做构造上的处理以改变结构体系的动力特性。被动控制具有构造简单、造价低、易于维护且无需外部能源支持等优点，已成为当前应用开发的热点。许多被动控制技术已日趋成熟，并已在实际工程中得到广泛应用。
[0003]在结构减振控制领域，目前普遍采用的摩擦阻尼器于需要克服摩擦力才能启动，中小震很可能无法启动，失去耗能能力，甚至放大结构的地震反应，并且在启动后存在着复位困难的问题；SMA阻尼器易于启动，耐疲劳性能好，且可复位，但是在大震情况下容易超出可恢复的变形范围。
[0004]目前，常用的阻尼器只能起到单一方向减震控制，难以解决相互垂直方向相耦合的振动问题。在结构尺寸较小的位置，如建筑物的梁柱节点及隧道的管片接头之间，很难同时布置多个不同安装方向的阻尼器。
[0005]因此，亟需设计一种新的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器，以至少部分地消除现有技术存在的上述缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的阻尼器在中小震的情况下很可能无法启动而失去耗能能力，在启动后存在复位困难的情况，以及只能起到单一方向的减震控制等方面的缺陷，提出一种新的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器。
[0007]本专利技术是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0008]本专利技术提供了一种双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器，其特点在于，所述复合阻尼器包括：
[0009]阻尼箱体；
[0010]第一耗能部分，所述第一耗能部分包括沿第一方向布置的SMA弹簧耗能装置和阻尼装置，所述SMA弹簧耗能装置具有主传动机构、副传动机构以及可操作地连接于所述主传动机构和所述副传动机构之间的SMA弹簧组，所述SMA弹簧耗能装置被构造成，所述主传动机构和所述副传动机构分别能够响应于沿第一方向的外力而促使所述SMA弹簧组拉伸或压缩从而耗能，所述阻尼装置被构造成能够在沿第一方向的外力达到预设的阻尼启用阈值时通过摩擦力耗能，其中所述主传动机构和所述副传动机构的大部分以及所述SMA弹簧组安
装于所述阻尼箱体内；
[0011]第二辅助传动部分，所述第二辅助传动部分可操作地连接至所述SMA弹簧耗能装置，并被构造成能够响应于沿第二方向的外力而驱使所述主传动机构相对于所述副传动机构运动，进而促使所述SMA弹簧组拉伸或压缩从而耗能，其中所述第二方向和所述第一方向垂直相交；
[0012]温控装置，所述温控装置被配置为能够调节所述阻尼箱体内的温度，以改变所述SMA弹簧组的阻尼系数和刚度。
[0013]根据本专利技术的一种实施方式，所述主传动机构包括主传动杆以及相对于所述主传动杆固定安装的第一限位挡板、第二限位挡板、第一SMA弹簧隔板，所述主传动杆的外端部延伸突出于所述阻尼箱体外，所述第一SMA弹簧隔板固定安装于所述主传动杆的内端部处，所述主传动杆沿第一方向延伸地安装于所述阻尼箱体中，并被构造成能够沿第一方向往复运动。
[0014]根据本专利技术的一种实施方式，所述副传动机构包括副传动杆以及相对于所述副传动杆固定安装的第二SMA弹簧隔板，所述副传动杆的外端部延伸突出于所述阻尼箱体外并与所述主传动杆的外端部相对设置，所述第二SMA弹簧隔板固定安装于所述副传动杆的内端部处，所述副传动杆沿第一方向延伸地安装于所述阻尼箱体中，并被构造成能够沿第一方向往复运动。
[0015]根据本专利技术的一种实施方式，所述SMA弹簧组的两端分别固定连接至所述第一SMA弹簧隔板和所述第二SMA弹簧隔板。
[0016]根据本专利技术的一种实施方式，所述阻尼装置包括块状阻尼件，所述块状阻尼件布置于所述第一限位挡板和所述第二限位挡板之间。
[0017]根据本专利技术的一种实施方式，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板被构造为能够限制所述SMA弹簧组的变形量不超出其可恢复最大变形量。
[0018]根据本专利技术的一种实施方式，在未受外力的情况下，所述块状阻尼件被布置于和所述第一限位挡板及所述第二限位挡板的间距小于所述可恢复最大变形量的位置。
[0019]根据本专利技术的一种实施方式，所述SMA弹簧组在所述可恢复最大变形量的状态下产生的弹性力在所述块状阻尼件能够产生的最大静摩擦力的105％
‑
130％的范围内。即，所述SMA弹簧组在所述可恢复最大变形量的状态下产生的弹性力略大于所述块状阻尼件能够产生的最大静摩擦力。
[0020]根据本专利技术的一种实施方式，所述第二辅助传动部分经由连杆传动机构连接至所述主传动机构，所述第一方向沿所述阻尼箱体的横向，所述第二方向沿所述阻尼箱体的纵向。
[0021]根据本专利技术的一种实施方式，所述温控装置包括温度传感器和温度调节器，所述温度调节器包括控温开关以及连接至所述控温开关的电加热器和制冷器，所述控温开关被配置为能够控制所述电加热器和所述制冷器的开关，以使得所述阻尼箱体内的温度升高或降低。
[0022]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
[0023]本专利技术的积极进步效果在于：
[0024]根据本专利技术的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器相比于现有技术，能够实现水平和竖直两个方向上的耗能减震作用，对于复杂振动条件下的减震抗震具有更好的耗能效果，且易于复位。
附图说明
[0025]图1为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器的结构示意图。
[0026]图2为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器的爆炸视图。
[0027]图3为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器的另一示意图。
[0028]图4为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器的左视示意图。
[0029]图5为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器中的水平耗能部分(即第一耗能部分)的示意图。
[0030]图6为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器中的竖向传动机构(即第二辅助传动部分)的示意图。
[0031]图7为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器中的竖向限位卡槽的示意图。
[0032]图8为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器中的水平滑动卡槽的示意图。
[0033]图9为根据本专利技术的优选实施方式的双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向限位式SMA弹簧摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述复合阻尼器包括：阻尼箱体；第一耗能部分，所述第一耗能部分包括沿第一方向布置的SMA弹簧耗能装置和阻尼装置，所述SMA弹簧耗能装置具有主传动机构、副传动机构以及可操作地连接于所述主传动机构和所述副传动机构之间的SMA弹簧组，所述SMA弹簧耗能装置被构造成，所述主传动机构和所述副传动机构分别能够响应于沿第一方向的外力而促使所述SMA弹簧组拉伸或压缩从而耗能，所述阻尼装置被构造成能够在沿第一方向的外力达到预设的阻尼启用阈值时通过摩擦力耗能，其中所述主传动机构和所述副传动机构的大部分以及所述SMA弹簧组安装于所述阻尼箱体内；第二辅助传动部分，所述第二辅助传动部分可操作地连接至所述SMA弹簧耗能装置，并被构造成能够响应于沿第二方向的外力而驱使所述主传动机构相对于所述副传动机构运动，进而促使所述SMA弹簧组拉伸或压缩从而耗能，其中所述第二方向和所述第一方向垂直相交；温控装置，所述温控装置被配置为能够调节所述阻尼箱体内的温度，以改变所述SMA弹簧组的阻尼系数和刚度。2.如权利要求1所述的复合阻尼器，其特征在于，所述主传动机构包括主传动杆以及相对于所述主传动杆固定安装的第一限位挡板、第二限位挡板、第一SMA弹簧隔板，所述主传动杆的外端部延伸突出于所述阻尼箱体外，所述第一SMA弹簧隔板固定安装于所述主传动杆的内端部处，所述主传动杆沿第一方向延伸地安装于所述阻尼箱体中，并被构造成能够沿第一方向往复运动。3.如权利要求2所述的复合阻尼器，其特征在于，所述副传动机构包括副传动杆以及相对于所述副传动杆固定安装的第二SMA弹簧隔板，所述副传动杆的外端部延伸突出...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾华，朱科峰，袁勇，王秀志，李继栋，俞建军，黄小平，李翀，陈志杰，张一鸣，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：