[實用新型]一種變剛度摩擦阻尼器

有效

• 申請號: 201320182322.3
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN203222903U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 蒲武川
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本實用新型涉及阻尼器，更具體地說，涉及一種變剛度摩擦阻尼器。

背景技術

用于結構振動控制的摩擦阻尼器通過一對或多對摩擦面間的相對滑動產生摩擦力而耗散振動能量，達到減小結構位移或加速度等動力反應的目的。摩擦面發生滑移前，摩擦阻尼器的初始剛度較大，當產生滑移后，摩擦力一般保持為常數，即其力-位移關系滯回曲線一般為矩形。

當結構遭受中小地震作用時，通過安裝摩擦阻尼器可以提供摩擦阻尼，可以減小結構加速度和位移。在中小地震下，若向結構附加過大剛度，可能引起加速度反應的上升，以及引起結構層間剪力上升，進而導致室內加速度相關的設備的破壞。

當結構遭受大地震作用時，主體結構可能發生屈服導致結構體系整體剛度降低，此時結構層間位移對剛度較敏感，結構整體剛度過低可能引起過大層間位移，繼而導致結構層破壞等失效模式。

即結構遭受中小地震和大地震時，有不同的控制目標，因而對附加阻尼和附加剛度有不同的需求，現有的阻尼器無法滿足該需求。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，提供一種在小變形時提供摩擦阻尼耗能，在大變形時還可以提供附加剛度的變剛度摩擦阻尼器。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種變剛度摩擦阻尼器，包括套筒、階梯軸和摩擦環，所述階梯軸包括第一滑動部和第二滑動部，所述第一滑動部的直徑小于第二滑動部的直徑，所述第二滑動部位于所述套筒內部，所述第一滑動部伸出所述套筒；所述套筒內部的兩端設有第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧套在所述第一滑動部外側，所述第一彈簧和第二彈簧分設在所述第二滑動部的兩側，所述摩擦環固定在所述第二滑動部上，所述摩擦環與所述套筒的內壁接觸。

在本實用新型所述的變剛度摩擦阻尼器中，所述摩擦環與所述套筒過盈配合。

在本實用新型所述的變剛度摩擦阻尼器中，所述第二滑動部的兩端設有橡膠墊。

實施本實用新型的變剛度摩擦阻尼器，具有以下有益效果：

1、摩擦環在套筒內沿軸向運動，摩擦環與套筒的接觸面產生摩擦力，用于耗散振動能量。發生大變形時，第二滑動部位移較大，第二滑動部與第一彈簧或第二彈簧接觸，第一彈簧或第二彈簧產生軸向彈性回復力，此時摩擦阻尼器的力為摩擦力與彈力的合力。本實用新型在提供摩擦耗能減震作用的同時，還可以在大變形時向結構提供附加剛度，防止結構塑性變形過大，還可減小主體結構的殘余變形。

2、本實用新型阻尼器的附加剛度僅在大變形時啟動，避免中小震時結構剛度過大引起地震作用力增加。

3、本實用新型阻尼器構造簡單，制作方便，實用經濟。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型變剛度摩擦阻尼器的結構示意圖；

圖2是圖1中的I-I剖視圖；

圖3是變剛度摩擦阻尼器的滯回曲線。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1、圖2所示，本實用新型變剛度摩擦阻尼器包括套筒1、階梯軸、第一彈簧5、第二彈簧6和摩擦環2。

套筒1為空心的圓柱體，階梯軸可在套筒1內滑動。階梯軸進一步包括第一滑動部3和第二滑動部4，第一滑動部3的直徑小于第二滑動部4的直徑。第二滑動部4位于套筒1內部，第一滑動部3伸出套筒1。

套筒1的內部設有第一彈簧5和第二彈簧6，第一彈簧5和第二彈簧6分別固定在套筒1的兩端，本實施例中通過焊接方式固定。第一彈簧5套在第一滑動部3外側，第一彈簧5和第二彈簧6分設在第二滑動部4的兩側，當階梯軸的位移較大時，第二滑動部4與第一彈簧5或第二彈簧6接觸，第一彈簧5或第二彈簧6被壓縮。第一彈簧5和第二彈簧6與第二滑動部4端面的初始距離根據結構設計需要設定。第一滑動部3從第一彈簧5中間穿過，套筒1、摩擦環2、第一滑動部3、第二滑動部4、第一彈簧5和第二彈簧6軸線保持一致。

摩擦環2固定在第二滑動部4上，摩擦環2與套筒1的內壁接觸。本實施例中的摩擦環2為圓柱體，套筒1的內徑稍小于摩擦環2的外徑，摩擦環2與套筒1為過盈配合，摩擦環2安裝進套筒1后，摩擦環2與套筒1間存在初始徑向壓力。

進一步的，第二滑動部4的兩端設有橡膠墊7，本實施例中橡膠墊7粘貼在第二滑動部4的表面。通過設置橡膠墊7可以減小第二滑動部4與第一彈簧5和第二彈簧6接觸時的碰撞噪音。