【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程技术的工程测试记录装置领域，具体涉及一种屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置。
技术介绍
1、以钢材为代表的金属材料，是当前结构设计中延性屈服构件的主要材料。通过使此类构件在预设变形水准下屈服，可使建筑结构体系抗侧刚度降低、等效周期延长，进而降低结构在强烈地震下的等效作用力，并使得结构的抗震设计结果呈现更好的经济性。更进一步，在合理设计的前提下，将结构的屈服构件或部件限定在预设部位，则可在强震后快速更换此类屈服构件，大幅提升结构的抗震韧性。
2、但是，金属屈服构件在经历往复塑性变形时，存在由累积塑性损伤导致的延性断裂问题。由于构件断裂将大幅削弱结构的抗震能力，保障金属屈服构件具备足够的累积塑性变形能力，是进行此类构件及其结构抗震设计的重要环节。
3、金属构件的累积塑性变形能力，不仅与材料特性、构造细节、受力状态等密切相关，还显著受到其变形历史的影响。由于建筑结构在服役期内可能经历多次大小不一的地震作用，量化金属消能减震构件的剩余塑性变形能力，并在此基础上判断其是否需要更换，是保障结构抗震安全性的重要环节。
4、将金属构件的累积塑性变形能力(总量)减去其已知塑性变形历史(消耗)，即可得出其剩余变形能力，进而判断该构件是否可满足后续服役功能需求，即是否需要更换。在这一过程中，对此类构件的变形历史进行准确记录(尤其是大应变幅变形历程)，是尤为关键的工作。
5、记录构件的变形历史，当然可以借助各类电子或电磁装备，但此类装备需要持续供能、定期维护。由于建筑供能系统可能在强
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，无需外部供能和日常维护检修，在强烈地震下具有极高的可靠度。
2、技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，包括：
3、支撑芯材，轴向截面为十字形，包括第一芯材端部和第二芯材端部；
4、约束套筒，周向套设于所述支撑芯材外部，所述第一芯材端部和第二芯材端部裸露在约束套筒外；
5、金属箔片卷轴，靠近第一芯材端部设置，包括以张紧状态设于所述约束套筒上方的金属箔片，分别固定于约束套筒两侧的两个供金属箔片活动卷绕的转轴；所述金属箔片与约束套筒间无轴向相对位移；
6、弹性尺针，一端与第一芯材端部相连，另一端与金属箔片接触，实现支撑芯材和约束套筒间相对变形的滑动刻录；
7、滚珠丝杆组件，包括滚珠丝杆和丝杆螺母，所述丝杆螺母与弹性尺针相连，且二者保持相同的轴向位移；所述滚珠丝杆在丝杆螺母的位移驱动下发生转动；
8、微型转动棘轮，一侧连接所述滚珠丝杆，另一侧连接所述金属箔片卷轴，限定所述滚珠丝杆带动所述金属箔片卷轴转动的方向。
9、更进一步的，所述支撑芯材和所述约束套筒之间空隙内均填充无黏结隔离材料。
10、更进一步的，所述两个转轴分别通过两侧的定位支托对称固定在套筒两个侧面靠近微型转动棘轮侧的转轴为已完成位移刻录的箔片卷，对侧转轴用于存放尚未进行位移刻录的金属箔片。
11、更进一步的，所述的弹性尺针与芯材轴向平行设置，包括连接段和尺针段，所述连接段固定连接在所述第一芯材端部；所述尺针段呈细长针状，包括锥形针尖和尺段。
12、更进一步的，所述连接段靠近第一芯材端部处的端面外下延伸扩大为倒“u”形，连接在第一芯材端部十字端上十字部，其轴向位移与第一芯材端部保持一致。
13、更进一步的，所述尺段为轴向延伸的细长杆，末端为锥形针尖，所述锥形针尖尖端指向所述金属箔片表面并与其接触；当第一芯材端部发生轴向位移时，所述锥形针尖在金属箔片表面留下划痕，实现第一芯材端部和套筒间相对变形的滑动刻录。
14、更进一步的，所述滚珠丝杆靠近金属箔片卷轴的一端与微型转动棘轮相连，另一端穿过固定连接在第一芯材端部上的水平u形槽，所述水平u形槽的开口部通过螺栓固定连接在十字端侧十字部上；所述滚珠丝杆中段刻有螺纹，螺纹内部的滚珠与所述丝杆螺母内壁接触；所述滚珠丝杆的设计使直线运动转化为旋转运动。在所述弹性尺针的驱动下，所述丝杆螺母沿所述滚珠丝杆轴向移动，带动螺纹与螺母内壁间的滚珠滚动；在滚珠运动过程中，产生的滚动摩擦力合力将使滚珠丝杆绕自身轴旋转，并带动端部连接的所述微型转动棘爪共同转动。
15、更进一步的，所述丝杆螺母通过位移同步零件与弹性尺针联动，轴向位移一致；所述位移同步零件为斜置条状体，两端分别通过螺栓连接于弹性尺针以及丝杆螺母上。
16、更进一步的，所述微型转动棘爪包括棘爪与棘轮，所述棘爪固定连接于所述滚珠丝杆，所述棘轮与所述金属箔片卷轴相连接。所述丝杆螺母的运动驱动滚珠丝杆转动，当滚珠丝杆绕轴顺时针旋转时，棘轮锁定，棘爪会插入棘轮齿槽使其转动，进而滚珠丝杆驱动金属箔片卷绕拉伸；当滚珠丝杆绕轴逆时针旋转时，棘爪则能够滑过棘轮齿背，使棘轮松脱，从而停止滚珠丝杆对金属箔片的卷绕驱动。
17、更进一步的，所述约束套筒与第二芯材端部间无轴向相对位移，所述弹性尺针与所述约束套筒间的相对位移即为芯材的总变形量。
18、有益效果：本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术可实现对延性消能减震构件变形历史的准确记录，同时保证装置在强烈地震下的可靠度。(2)本专利技术的装置完整呈现支撑芯材的变形历史，进而为准确量化芯材累积塑性变形、评价其剩余低周疲劳寿命提供准确的依据。(3)本专利技术的装置不需要外部供能和日常维护检修，不仅降低维修成本，装置的稳定性更保证了在强烈地震下具有极高的可靠度。
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1.一种屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述支撑芯材和所述约束套筒之间空隙内均填充无黏结隔离材料。
3.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述两个转轴分别通过两侧的定位支托对称固定在套筒两个侧面靠近微型转动棘轮侧的转轴为已完成位移刻录的箔片卷，对侧转轴用于存放尚未进行位移刻录的金属箔片。
4.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述的弹性尺针与芯材轴向平行设置，包括连接段和尺针段，所述连接段固定连接在所述第一芯材端部；所述尺针段呈细长针状，包括锥形针尖和尺段。
5.根据权利要求4所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述连接段靠近第一芯材端部处的端面外下延伸扩大为倒“U”形，连接在第一芯材端部十字端上十字部，其轴向位移与第一芯材端部保持一致。
6.根据权利要求4所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述尺段为轴向延伸的细长杆，末端为
7.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述滚珠丝杆靠近金属箔片卷轴的一端与微型转动棘轮相连，另一端穿过固定连接在第一芯材端部上的水平U形槽，所述水平U形槽的开口部通过螺栓固定连接在十字端侧十字部上；所述滚珠丝杆中段刻有螺纹，螺纹内部的滚珠与所述丝杆螺母内壁接触；所述滚珠丝杆的设计使直线运动转化为旋转运动。
8.根据权利要求1或7所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述丝杆螺母通过位移同步零件与弹性尺针联动，轴向位移一致；所述位移同步零件为斜置条状体，两端分别通过螺栓连接于弹性尺针以及丝杆螺母上。
9.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述微型转动棘爪包括棘爪与棘轮，所述棘爪固定连接于所述滚珠丝杆，所述棘轮与所述金属箔片卷轴相连接。
10.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述约束套筒与第二芯材端部间无轴向相对位移，所述弹性尺针与所述约束套筒间的相对位移即为芯材的总变形量。
...【技术特征摘要】
1.一种屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述支撑芯材和所述约束套筒之间空隙内均填充无黏结隔离材料。
3.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述两个转轴分别通过两侧的定位支托对称固定在套筒两个侧面靠近微型转动棘轮侧的转轴为已完成位移刻录的箔片卷，对侧转轴用于存放尚未进行位移刻录的金属箔片。
4.根据权利要求1所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述的弹性尺针与芯材轴向平行设置，包括连接段和尺针段，所述连接段固定连接在所述第一芯材端部；所述尺针段呈细长针状，包括锥形针尖和尺段。
5.根据权利要求4所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述连接段靠近第一芯材端部处的端面外下延伸扩大为倒“u”形，连接在第一芯材端部十字端上十字部，其轴向位移与第一芯材端部保持一致。
6.根据权利要求4所述的屈曲约束支撑变形历程机械式记录装置，其特征在于：所述尺段为轴向延伸的细长杆，末端为锥形针尖，所述锥形针尖尖端指向所述金属箔片表面并与其接触；当第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：相阳，崔艺琼，杨婷，孙飞飞，
申请(专利权)人：江苏蓝迅减震科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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