一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置及结构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置及结构，装置包括均为等高管状的上加载环、高阻尼环形橡胶层、金属约束环和下加载环；所述金属约束环和高阻尼环形橡胶层同轴心交替叠合紧密粘结在上加载环和下加载环之间，且上加载环、下加载环均与高阻尼橡胶层紧密粘结；所述高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置为空心圆台状。本发明专利技术主要利用高阻尼橡胶材料的自身阻尼，在碟形弹簧变形的同时耗散振动能量。高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置在承载变形时，橡胶层由于剪切变形提供平行于承载方向的反力，同时由于压缩变形提供垂直于承载方向反力。由于非线性几何变形原理，垂直于承载方向的力分量，可为系统提供非线性负刚度。可为系统提供非线性负刚度。可为系统提供非线性负刚度。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置及结构


[0001]本专利技术涉及地震灾害防护和结构振动控制
，尤其涉及一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置及结构。

技术介绍

[0002]近年来在地震防护工程领域，基于负刚度或变刚度原理的减震和隔震装置引发了广泛关注。对于减震装置而言，引入负刚度构件，有助于实现结构构件的提前“伪屈服”以降低地震作用；对于隔震装置，在既有装置的基础上附加负刚度弹簧，能实现降低隔震起始频率，实现广谱隔震效果。
[0003]设计此类装置的关键核心技术，为构造负刚度机制。目前研究较多的装置为基于预压螺旋弹簧的负刚度装置。此类装置具有构件尺寸过大，提供负刚度力有限，且没有附加阻尼耗能的缺点，在实际工程中的应用较为困难。也有学者提出了基于金属碟形弹簧的负刚度装置，此类装置尺寸较小，具有较大的出力，然而其接触界面的摩擦力过大，使得其难以实现降低结构“动刚度”的效果，实际工作效果受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置及结构，以解决上述现有技术中负刚度装置存在的技术问题。本专利技术的目的是通过其承载时高阻尼橡胶层的几何非线性变形，能为结构或装置提供承载能力和负刚度；通过高阻尼橡胶材料自身的阻尼特性，提供附加阻尼耗能。本专利技术能适用于构造不同类型的基于复刚度特性的减震和隔震装置。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：提供一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，包括均为等高管状的上加载环、高阻尼环形橡胶层、金属约束环和下加载环；所述金属约束环和高阻尼环形橡胶层同轴心交替叠合紧密粘结在上加载环和下加载环之间，且上加载环、下加载环均与高阻尼橡胶层紧密粘结；所述高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置为空心圆台状。
[0006]进一步的，所述金属约束环为低碳钢材质。
[0007]进一步的，所述上加载环、下加载环均为低碳钢材质。
[0008]进一步的，所述金属约束环和高阻尼环形橡胶层顶面和底面均为相同倾角的斜面。
[0009]进一步的，所述上加载环位于高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置的最内层，其中部设置有沿轴线方向的螺纹孔。
[0010]本专利技术还提供一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧结构，包括至少两个上述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，至少两个高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置同向紧密粘结贴合在一起。
[0011]本专利技术还提供一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧结构，包括对一个对合内连接环以及两个上述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，所述对合内连接环固定安装于相对设置的两个高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置之间。
[0012]进一步的，所述对合内连接环和两个高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置通过螺栓固定
安装。
[0013]本专利技术还提供一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧结构，包括来两个对合内连接环、一个对合外连接环以及四个上述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，两个对合内连接环分别设置于两两相对设置的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置之间，所述对合外连接环位于高阻尼叠层橡胶碟形弹簧结构的正中间，且所述对合内连接环、对合外连接环以及高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置均为同轴心设置。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术主要利用高阻尼橡胶材料的自身阻尼，在碟形弹簧变形的同时耗散振动能量。高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置在承载变形时，橡胶层由于剪切变形提供平行于承载方向的反力，同时由于压缩变形提供垂直于承载方向反力。由于非线性几何变形原理，垂直于承载方向的力分量，可为系统提供非线性负刚度。基于此，本专利技术适用于构造基于负刚度机制的减震和隔震装置，可提供优异的振动控制效果。
附图说明
[0016]图1a为本专利技术公开的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置的结构示意图；
[0017]图1b为本专利技术公开的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置的剖视图；
[0018]图2a为本专利技术公开的两片高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置叠合的结构示意图；
[0019]图2b为本专利技术公开的两片高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置叠合的剖视图；
[0020]图3a为本专利技术公开的两片高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置对合的结构示意图；
[0021]图3b为本专利技术公开的两片高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置对合的剖视图；
[0022]图4a为本专利技术公开的四片高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置对合结构示意图；
[0023]图4b为本专利技术公开的四片高阻尼叠层橡胶碟形弹簧对合的剖视图。
[0024]附图标记：1
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高阻尼环形橡胶层，2
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金属约束环，3
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上加载环，31
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上加载环螺纹孔，4
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下加载环，5
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对合内连接环，51
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对合内连接环螺纹孔，6
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对合外连接环。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0026]在本专利技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本专利技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0027]并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固
定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]实施例1：
[0030]参见图1a
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图1b，本实施例公开一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，包括均为等高管状(即高度相等的管状结构)的上加载环3、高阻尼环形橡胶层1、金属约束环2和下加载环4；所述金属约束环2和高阻尼环形橡胶层1同轴心交替叠合紧密粘结在上加载环3和下加载环4之间，且上加载环3、下加载环4均与高阻尼橡胶层紧密粘结；所述高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置为空心圆台状。
[0031]具体的，设置金属约束环2的目的，在于对粘结界面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，其特征在于，包括均为等高管状的上加载环、高阻尼环形橡胶层、金属约束环和下加载环；所述金属约束环和高阻尼环形橡胶层同轴心交替叠合紧密粘结在上加载环和下加载环之间，且上加载环、下加载环均与高阻尼橡胶层紧密粘结；所述高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置为空心圆台状。2.根据权利要求1所述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，其特征在于，所述金属约束环为低碳钢材质。3.根据权利要求1所述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，其特征在于，所述上加载环、下加载环均为低碳钢材质。4.根据权利要求1所述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，其特征在于，所述金属约束环和高阻尼环形橡胶层顶面和底面均为相同倾角的斜面。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置，其特征在于，所述上加载环位于高阻尼叠层橡胶碟形弹簧装置的最内层，其中部设置有沿轴线方向的螺纹孔。6.一种高阻尼叠层橡胶碟形弹簧结构，其特征在于，包括至少两个权利要求1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，王斌，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：