[發明專利]具有自監測功能的形狀記憶合金阻尼裝置

有效

• 申請號: 201110263676.6
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102409776A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 許斌;元國凱;賀佳;辛璐璐
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及結構減震控制與防災減災防護領域，具體為一種具有自動監測其阻尼性能的形狀記憶合金阻尼裝置，它主要用于結構在動力作用下的耗能減震并可以實時監測阻尼裝置在耗能過程中提供的耗能力的時程，同時該裝置也可以用于結構非線性行為的模擬與試驗研究。

背景技術

形狀記憶合金由于具有形狀記憶和超彈性性能，能作為一種阻尼裝置用于土建結構與機械工程結構的耗能減震控制。一般的形狀記憶合金阻尼裝置在使用過程中由于連接松動等原因會導致耗能效果退化，開發具有自動監測其阻尼力的形狀記憶合金阻尼裝置具有重要意義。一方面便于及時發現阻尼裝置的性能退化，及時維護和更換，另一方面測量阻尼裝置所提供的阻尼力可以用于定量確定阻尼裝置在結構的振動控制中所消耗的能量。此外，具有自監測功能的形狀記憶合金阻尼裝置也為非線性動力系統研究提供了一種可以產生非線性恢復力并具備實時測量功能的裝置。

發明內容

針對現有形狀記憶合金阻尼裝置中存在的技術不足，本發明旨在提供一種具有自監測功能的形狀記憶合金阻尼裝置，該裝置耗能減震效果穩定、能實時監測到形狀記憶合金絲提供的耗能性能，不僅能夠用于結構的耗能減震和控制，而且還能實時監測阻尼裝置性能變化，具有實時監測、耗能減震良好、構造簡單、易于裝卸等優點。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：所述具有自監測功能的形狀記憶合金阻尼裝置，其結構特點是，包括通過連接件連接在地基或結構上的鋼套筒，部分裝在該鋼套筒內的內鋼筒，和至少一對夾具；所述鋼套筒上開有至少一條滑動槽和多個螺孔，所述內鋼筒上開有多個螺孔，所述成對的夾具中的一個夾具穿過滑動槽裝在內鋼筒的螺孔上，另一個夾具裝在鋼套筒的螺孔上；所述成對的夾具中的一個夾具和另一個夾具之間連接有形狀記憶合金絲。

為了使得穿過滑動槽和內鋼筒的螺孔的夾具與內鋼筒相連后，內鋼筒相對內鋼筒可以滑動，所述滑動槽的寬度大于螺孔的孔徑。

所述鋼套筒的內徑比內鋼筒外徑稍大，但內鋼筒的端部大小與鋼套筒的相同，為了使鋼套筒與內鋼筒之間的摩擦力也能提供一定的阻尼，所述鋼套筒的內壁面與內鋼筒的外壁面的粗糙度可根據所需要的摩擦阻尼力大小選取，粗糙度可取為3.2～50范圍內的值。

進一步地，所述成對的夾具均包括小鋼套、裝在小鋼套內的中空的膨脹變截面螺桿，以及與該膨脹變截面螺桿配合連接的螺帽；所述成對的夾具的一個夾具還包括位于螺帽與小鋼套之間的能監測到形狀記憶合金絲力的力傳感器。更進一步地，所述成對的夾具的另一個夾具還包括位于螺帽與小鋼套之間的墊圈。其中，所述膨脹變截面螺桿的大截面端為四部分，自由狀態時，四部分保持膨脹張開狀態，所述形狀記憶合金絲穿過該中空的膨脹變截面螺桿。夾具不僅能夠夾緊形狀記憶合金絲，還能使連接在夾具中的力傳感器實測到耗能裝置中形狀記憶合金絲所提供的阻尼力。

所述膨脹變截面螺桿的螺桿部分與所述小鋼筒內壁、墊圈的內孔壁之間均有空隙。

所述鋼套筒的一端內側和內鋼筒的同一端之間設有空隙。

若是夾具對稱分布在內鋼筒的上下兩側時，所述鋼套筒上的螺孔數目為滑動槽數目的兩倍。

所述鋼套筒作為固定端，其上面的若干條供內鋼筒上夾具穿過并滑動的槽可以雙向提供較穩定的阻尼耗能力和較大的剛度。另外，鋼套筒和內鋼筒上設置的若干成排的螺孔，可以將夾具的位置安置在不同螺孔，有利于調整形狀記憶合金絲的長度，實現不同耗能減震能力和控制目的。

以下對本發明作進一步的描述。