[發(fā)明專利]多維超彈性形狀記憶合金阻尼器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710010923.5
• 申請日: 2007-04-06
• 公開（公告）號: CN101074573A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宏男;任文杰;宋鋼兵
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 侯明遠(yuǎn);李寶元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木建筑和機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種減振控制裝置，尤其是能夠在平面內(nèi)任意方向發(fā)揮耗能減振作用，同時兼有豎向和扭轉(zhuǎn)方向的振動阻尼及復(fù)位功能的阻尼器。

背景技術(shù)

優(yōu)良的被動控制裝置可以有效抑制工程結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，保證結(jié)構(gòu)的安全和適用性。常用的耗能減振裝置，如粘彈性阻尼器、粘滯流體阻尼器、摩擦阻尼器、低屈服點(diǎn)金屬阻尼器等，具有一些局限性：老化與耐久性問題、長期工作的穩(wěn)定性問題、強(qiáng)振后的維修與替換問題等。形狀記憶合金作為一種兼有感知和驅(qū)動能力的新型功能材料，具有特殊的形狀記憶效應(yīng)和超彈性效應(yīng)。由形狀記憶合金制成的阻尼器，具有可恢復(fù)變形大、阻尼能力強(qiáng)以及耐久性、抗腐蝕、抗疲勞性好、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在地震、風(fēng)以及機(jī)械振動等隨機(jī)荷載作用下的響應(yīng)是隨機(jī)的，表現(xiàn)之一就是振動響應(yīng)方向的隨機(jī)性。目前研制開發(fā)的形狀記憶合金阻尼器，通常僅具有單一方向的耗能減振能力，本身不易實(shí)現(xiàn)工程中的多維被動控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)多維被動控制，本發(fā)明提供一種多維超彈性形狀記憶合金阻尼器，該阻尼器不僅具有平面內(nèi)任意方向的耗能減振能力，同時兼有豎向和扭轉(zhuǎn)方向的振動阻尼及復(fù)位功能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：多維超彈性形狀記憶合金阻尼器，主要包括有超彈性形狀記憶合金絲、內(nèi)鋼筒、外鋼筒。內(nèi)鋼筒與外鋼筒同軸。八組形狀記憶合金絲沿鋼筒圓周徑向水平對稱布置，即形狀記憶合金絲由外鋼筒一側(cè)的孔穿入，由內(nèi)鋼筒相應(yīng)一側(cè)的孔穿出，其兩端被固定在外、內(nèi)鋼筒；形狀記憶合金絲被調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)螺母預(yù)拉伸應(yīng)變至其超彈性平臺的中點(diǎn)。內(nèi)鋼筒與外鋼筒分別固定在不同結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)不同構(gòu)件處。當(dāng)內(nèi)鋼筒相對于外鋼筒在平面內(nèi)運(yùn)動時，內(nèi)鋼筒牽引著形狀記憶合金絲部分伸長和部分縮短地交替變化，從而提供穩(wěn)定的阻尼力并消耗大量能量，以抑制結(jié)構(gòu)或構(gòu)件平面內(nèi)任意方向的振動。另外，內(nèi)鋼筒相對于外鋼筒也可以發(fā)生豎向位移和扭轉(zhuǎn)，由于在這一振動過程中形狀記憶合金絲始終處于拉伸狀態(tài)，因此該阻尼器又具有豎向和扭轉(zhuǎn)方向的振動阻尼及復(fù)位功能。

本發(fā)明的效果和益處是：多維超彈性形狀記憶合金阻尼器，用于土木建筑和機(jī)械結(jié)構(gòu)中，利用形狀記憶合金的超彈性滯回特性，消耗振動能量，減小結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)被動控制。該阻尼器的突出優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在平面內(nèi)任意方向具有耗能減振能力，同時兼有豎向和扭轉(zhuǎn)方向的振動阻尼及復(fù)位功能。該阻尼器阻尼能力強(qiáng)、可恢復(fù)變形大、具有較好的抗腐蝕、抗疲勞性，且維護(hù)費(fèi)用低、構(gòu)造簡單、安裝方便。

附圖說明

圖1是多維超彈性形狀記憶合金阻尼器的結(jié)構(gòu)平面圖。

圖2是圖1的I-I剖面圖。

圖中：1.形狀記憶合金絲；2.內(nèi)鋼筒；3.外鋼筒；4.調(diào)節(jié)螺桿；5.調(diào)節(jié)螺母；6.夾具；7.鎖緊螺母。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

步驟1

根據(jù)振動控制的要求，確定該阻尼器各組成部件的材性、尺寸及數(shù)量。

步驟2

將內(nèi)鋼筒2與外鋼筒3對應(yīng)位置鉆孔，并調(diào)節(jié)內(nèi)鋼筒2、外鋼筒3同軸。形狀記憶合金絲1沿鋼筒圓周徑向水平對稱布置，即形狀記憶合金絲1由外鋼筒3一側(cè)的孔穿入，由內(nèi)鋼筒2相應(yīng)一側(cè)的孔穿出，其一端由夾具6固定在安裝于外鋼筒3的調(diào)節(jié)螺桿4的放大端部，另一端固定在內(nèi)鋼筒2上。

步驟3

調(diào)節(jié)螺桿4和調(diào)節(jié)螺母5施加預(yù)應(yīng)變于形狀記憶合金絲1至其超彈性平臺中點(diǎn)，并用鎖緊螺母7鎖緊。

在上述結(jié)構(gòu)中，可以有更多組形狀記憶合金絲1沿鋼筒圓周徑向水平對稱布置。