【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构减隔震，更具体地说，涉及一种自适应负刚度装置。
技术介绍
1、传统结构通过提高结构构件的断面达到抗震的目的，为进一步提高结构安全储备，近年来学者提出了减震技术，其在传统结构上增设位移型或者速度型阻尼器，通过阻尼器的耗能减震作用。
2、上述两种产品的耗能都与位移相关，位移越大其耗能也越大，否则反之。由于结构承载力控制，导致阻尼器的变形有限，因而减震技术的效果一般在10～20％之间，效果有限。鉴于此，我们提出一种自适应负刚度装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种自适应负刚度装置，以解决当前产品的耗能都与位移相关，位移越大其耗能也越大，且由于结构承载力控制，导致阻尼器的变形有限的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种自适应负刚度装置，包括销头管以及布置于销头管内的滚珠丝杠；
3、所述销头管的外缘面一端安装有滚子轴承，且滚子轴承的外缘面上设置有回转环，所述销头管和所述滚珠丝杠相互远离的一端均构造有销头主体；
4、所述滚珠丝杠的外缘面上螺纹配合安装有滚珠丝母，所述滚珠丝母的外缘面上安装有过渡环，且所述过渡环上扣合设置有用于提高惯性力的质量环。
5、本专利技术通过将平动质量转化为转动惯性力矩，从而起到质量放大的作用，过程中滚珠丝母产生惯性力矩和惯性力，惯性力的作用方向与运动方向一致，启到牵引作用，形成明显的负刚度效应，负刚度效应作用到结构后可降低结构的刚度，起到放大变形的
6、优选地，所述滚珠丝杠的外缘面上呈环形阵列开设有若干个蛇形丝滑曲线凹口，且所述滚珠丝母内呈环形构造有若干个蛇形丝滑曲线凸键，且所述蛇形丝滑曲线凸键与所述蛇形丝滑曲线凹口配合。
7、优选地，所述滚珠丝母和所述滚珠丝杠之间呈环形布置有若干个用于往复循环运动的圆润钢珠，且所述圆润钢珠滚动布置于对应所述蛇形丝滑曲线凹口和蛇形丝滑曲线凸键内。
8、一种自适应负刚度装置的设计方法，该装置的负刚度效应由惯性力所产生，所述的负刚度原理如下：
9、s1、参数试算；
10、根据结构规范进行常规结构设计，根据试算得到所需的装置负刚度效应；
11、s2、转动频率确定；
12、根据结构周期，确定负刚度装置的转动频率；
13、s3、变形确定；
14、根据结构需求，确定负刚度装置的变形；
15、s4、负刚度原理计算；
16、根据上述流程得出的结果，再结合建筑功能，确定装置的长度、转动惯量和质量环(6)的质量，质量环(6)将滚珠丝杠(8)的直线运动传递到滚珠丝母(7)和质量环(6)的转角上，旋转一周带动旋转质量产生的角度与滚珠丝杠(8)线性运动产生的轴向位移的关系为：
17、
18、其中l为滚珠丝杠(8)的导程，x为滚珠丝杠(8)的轴向位移；
19、滚珠丝母(7)产生的惯性力矩为：
20、
21、则负刚度装置产生的轴向惯性力为：
22、
23、令：
24、
25、则上式可以写成：
26、
27、me即为负刚度装置产生的等效质量；
28、对上式进行转换可得：
29、f惯性力＝-ω2mex
30、令ω2me＝ke(即等效刚度)，则上式可等效为
31、f惯性力＝-kex
32、s5、后续作业；
33、确定后即可进行拼装、测试和调试。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
35、本专利技术通过将平动质量转化为转动惯性力矩，从而起到质量放大的作用，过程中滚珠丝母产生惯性力矩和惯性力，惯性力的作用方向与运动方向一致，启到牵引作用，形成明显的负刚度效应，负刚度效应作用到结构后可降低结构的刚度，起到放大变形的作用，进而有效提高了阻尼器的耗能能力，与此同时不改变结构的承载力。该装置与减震技术结合可大幅提高结构性能、减少成本和降低施工和维护难度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种自适应负刚度装置，其特征在于，包括销头管(2)以及布置于销头管(2)内的滚珠丝杠(8)；
2.根据权利要求1所述的一种自适应负刚度装置，其特征在于，所述滚珠丝杠(8)的外缘面上呈环形阵列开设有若干个蛇形丝滑曲线凹口，且所述滚珠丝母(7)内呈环形构造有若干个蛇形丝滑曲线凸键，且所述蛇形丝滑曲线凸键与所述蛇形丝滑曲线凹口配合。
3.根据权利要求2所述的一种自适应负刚度装置，其特征在于，所述滚珠丝母(7)和所述滚珠丝杠(8)之间呈环形布置有若干个用于往复循环运动的圆润钢珠，且所述圆润钢珠滚动布置于对应所述蛇形丝滑曲线凹口和蛇形丝滑曲线凸键内。
4.一种自适应负刚度装置的设计方法，根据权利要求1-3所述的一种自适应负刚度装置，其特征在于该装置的负刚度效应由惯性力所产生，所述的负刚度原理如下：
【技术特征摘要】
1.一种自适应负刚度装置，其特征在于，包括销头管(2)以及布置于销头管(2)内的滚珠丝杠(8)；
2.根据权利要求1所述的一种自适应负刚度装置，其特征在于，所述滚珠丝杠(8)的外缘面上呈环形阵列开设有若干个蛇形丝滑曲线凹口，且所述滚珠丝母(7)内呈环形构造有若干个蛇形丝滑曲线凸键，且所述蛇形丝滑曲线凸键与所述蛇形丝滑曲线凹口配合。
3.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈云，刘甄真，郭有松，
申请(专利权)人：江苏工邦振控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。