[發(fā)明專利]一種具有復(fù)合阻尼的單活塞桿黏滯阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010526116.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN101994775A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周云;汪大洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F13/00
• 分類號(hào): F16F13/00
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務(wù)所 44244
• 代理人: 胡濟(jì)元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防振動(dòng)或震動(dòng)的建筑構(gòu)件，具體涉及使用液體作為阻尼介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)阻尼器，特別是帶有穿越缸一端的單活塞桿的黏滯(亦稱粘滯)阻尼器。

背景技術(shù)

黏滯阻尼器就結(jié)構(gòu)而言相當(dāng)于工作介質(zhì)為黏性物質(zhì)的活塞缸，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑等領(lǐng)域。黏滯阻尼器的控制機(jī)理是利用工作介質(zhì)在壓縮變形或高速流動(dòng)的過程中將由結(jié)構(gòu)傳遞而來的部分能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，達(dá)到緩解外載的沖擊、減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)、保護(hù)結(jié)構(gòu)安全的目的。但是，這種黏滯阻尼器是一種速度依賴性阻尼器，對(duì)于靜載荷引起的結(jié)構(gòu)變形則沒有阻尼作用。正是由于黏滯阻尼器所存在的上述缺陷，限制了它在一些采用柔性結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的高層大跨度建筑中的應(yīng)用。因?yàn)槿嵝越Y(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的高層大跨度建筑在風(fēng)載或烈度較小的地震的作用下即會(huì)引起較大的位移反應(yīng)，降低結(jié)構(gòu)的安全使用性能。

此外，在周期性荷載作用下黏滯阻尼器的荷載-變形曲線呈回字形，且速度指數(shù)越低，回字越飽滿，即存在荷載-變形的滯后的現(xiàn)象，且速度指數(shù)越低(≤0.3)越明顯。也正是這種滯后特性使得它在外荷載改變方向時(shí)，其自身的矯頑力與外荷載的方向相同，非但起不到保護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，反而會(huì)加劇結(jié)構(gòu)的變形。

專利號(hào)為200810040841.X的發(fā)明專利請(qǐng)求保護(hù)一種“帶有軸向限位裝置的粘滯阻尼器”，該粘滯阻尼器在普通粘滯阻尼器的基礎(chǔ)上延長一頭活塞桿的長度，并將碟形彈簧組設(shè)在安裝在延長的活塞桿的末端，同時(shí)在延長的活塞桿的一頭增設(shè)一阻尼缸體，阻尼缸體內(nèi)一頭設(shè)置壓力環(huán)A，另一頭設(shè)置壓力環(huán)B，當(dāng)結(jié)構(gòu)靜載荷變形超過阻尼行程S時(shí)，碟形彈簧組便與壓力環(huán)A或B貼合，進(jìn)而壓縮碟形彈簧組，阻尼器的剛度聚增，起到限制建筑物超量位移作用。但是，上述發(fā)明專利明顯存在下述不足：1、貫穿缸兩端的活塞桿即雙活塞桿的結(jié)構(gòu)，尤其是碟形彈簧組設(shè)在常規(guī)粘滯阻尼器的一頭，至少要將整個(gè)阻尼器延長兩倍的粘滯阻尼行程+碟形彈簧組的厚度，而且整個(gè)阻尼器的長度隨著阻尼行程的增大而成倍增長，這不僅會(huì)導(dǎo)致因空間的限制而無法安裝，甚至因長徑比過大而產(chǎn)生阻尼器平面外失穩(wěn)現(xiàn)象；2、由于阻尼器的正常工作行程為粘滯阻尼行程，因此，一是當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)剛受外力作用或外力緩慢增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)晃動(dòng)或產(chǎn)生過大的位移，二是當(dāng)外力是周期性荷載時(shí)，盡管速度較快(速度指數(shù)等于0～0.3)，但是在外力改變方向的瞬間仍然存在加劇結(jié)構(gòu)的變形的缺陷；3、所述碟形彈簧組盡管設(shè)在所述的阻尼缸體內(nèi)，但因無密封措施難免要與潮濕空氣接觸，年長日久就會(huì)被腐蝕而降低甚至失去彈性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的單活塞桿的黏滯阻尼器，該黏滯阻尼器在活塞移動(dòng)的全程可同時(shí)提供黏滯阻尼和彈性阻尼。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下：

一種具有復(fù)合阻尼的單活塞桿黏滯阻尼器，該阻尼器為一種單活塞桿黏滯阻尼器，其特征在于，所述的單活塞桿黏滯阻尼器的活塞桿經(jīng)活塞左側(cè)的工作缸穿出左缸蓋，活塞右側(cè)的工作缸內(nèi)設(shè)有一圓柱螺旋彈簧，該彈簧的一頭固定于右端蓋上，另一頭固定活塞的端面；所述的工作缸的內(nèi)缸筒外套設(shè)外缸筒，左端蓋和右端蓋分別外缸筒的兩頭，使內(nèi)缸筒和外缸筒之間的間隙形成一補(bǔ)償缸；所述的左端蓋體內(nèi)設(shè)有一單向閥，形成工作缸內(nèi)黏滯介質(zhì)可向補(bǔ)償缸內(nèi)流動(dòng)的左單向通道；所述的右端蓋體內(nèi)設(shè)有另一單向閥，形成一補(bǔ)償缸內(nèi)黏滯介質(zhì)可向工作缸內(nèi)流動(dòng)的右單向通道。

本發(fā)明所述的具有復(fù)合阻尼的單活塞桿黏滯阻尼器，其中，所述的圓柱螺旋彈簧的兩頭可以分別焊接在右端蓋和活塞上，也可以分別由一固定裝置固定在右端蓋和活塞上。所述的固定裝置由一壓板和兩螺釘組成，其中所述的壓板為矩形，其兩頭設(shè)有穿設(shè)螺釘?shù)膱A孔，兩圓孔的內(nèi)側(cè)設(shè)有與圓柱螺旋彈簧頭部鋼絲相吻合弧形槽。由本發(fā)明所述的活塞在左右移動(dòng)時(shí)，圓柱螺旋彈簧就得被反復(fù)拉伸和壓縮，如果采用焊接固定顯然極易產(chǎn)生應(yīng)力集中而折斷，因此采用上述兩固定裝置將圓柱螺旋彈簧的兩頭分別牢固地夾持在右端蓋的活塞上是本發(fā)明的一種優(yōu)先方案。

本發(fā)明所述的阻尼器，其中所述的圓柱螺旋彈簧設(shè)在活塞與右端蓋之間，因此較現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

1、整個(gè)阻尼器的設(shè)計(jì)長度大幅度縮短，長徑比顯著減小，既降低了對(duì)安裝空間的要求，又減小了阻尼器平面外失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；此外，整個(gè)阻尼器的體積縮小和重量減輕也是可預(yù)見的。

2、在活塞移動(dòng)過程中，所述的圓柱螺旋彈簧始終作用活塞上，可同時(shí)為需要減震(振)控制的建筑結(jié)構(gòu)提供黏滯阻尼和彈性阻尼。

3、所述的圓柱螺旋彈簧設(shè)在填充有黏滯介質(zhì)的活塞缸，與空氣完全隔絕，因此不存在氧化失效的問題，可顯著延長使用壽命。