[發明專利]一種復位型SMA壓電摩擦混合阻尼器

有效

• 申請號: 201510939490.6
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105350679B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 展猛;王社良;趙云
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于工程結構減振控制領域，特別涉及一種復位型SMA壓電摩擦混合阻尼器。

背景技術

現有的壓電摩擦阻尼器是土木工程結構控制常見的一種耗能減振裝置，根據結構減振的要求，利用壓電陶瓷的電致變形改變摩擦片之間的緊固力，控制摩擦片之間的正壓力，就可以實時調節摩擦片的摩擦力，使摩擦阻尼器具有智能特性。但是壓電摩擦阻尼器一般都需要施加一定的初始壓力，在小震中可能由于摩擦面難于滑動而失效，大震中也可能由于耗能不足而起不到有效地減震作用，因而，在工程應用中有一定的限制。SMA絲具有很好地耐久性和耐腐蝕性能，以及超彈性能等特點，但其制成的阻尼器往往控制力不可實時調整，這也限制了其在結構振動控制中的應用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種復位型SMA壓電摩擦混合阻尼器，將壓電摩擦阻尼器和SMA絲結合，以SMA絲作為被動控制減震系統，當結構振動達到一定程度時，再加以半主動控制手段，以形成混合控制系統，從而全面有效地提高結構減震效果。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種復位型SMA壓電摩擦混合阻尼器，包括阻尼器箱體10，阻尼器箱體10中設置有帶壓電陶瓷驅動器16的壓電陶瓷驅動器箱體13，壓電陶瓷驅動器箱體13的左側設置豎直的左滑板12，右側設置豎直的右滑板14，左滑板12上下兩端從阻尼器箱體10上的左滑槽20伸出，右滑板14上下兩端從阻尼器箱體10上的右滑槽22伸出，在阻尼器箱體10外左滑板12與右滑板14之間連接有SMA絲5。

所述左滑板12和右滑板14的上下兩端位置處均安裝繞絲具4，繞絲具4被固定螺絲6固定在左滑板12和右滑板14上，SMA絲5經繞絲具4纏繞成上下兩組絲束，并由夾具7固定在左滑板12和右滑板14上，對相應SMA絲5施加3％的預應變。

所述左滑槽20設置于阻尼器箱體10的左側壁和左滑板12之間，以供左滑板12在槽中沿左右方向滑動；所述右滑槽22設置于阻尼器箱體10的右側壁和右滑板14之間，以供右滑板14在槽中沿左右方向滑動。當地震發生時，作動桿1會沿軸線方向受拉或受壓，進而帶動左滑板12或右滑板14在滑槽內滑動。滑槽距離是一定的，當作動桿1受拉或受壓帶動左右滑板滑動到滑槽末端會被滑槽內壁卡住而不能滑動。

所述阻尼器箱體10設置有水平的作動桿1，作動桿1依次穿過阻尼器箱體10的左側壁、左滑板12、壓電陶瓷驅動器箱體13的左右側壁和右滑板14，作動桿1上固定有左卡環3和右卡環8，左卡環3緊近左滑板12的右側面設置，右卡環8緊近右滑板14的左側面設置。

所述阻尼器箱體10中位于其右側壁和右滑板14之間設置有固定擋板9，右滑槽22位于固定擋板9的左側，作動桿1的右端穿過固定擋板9，與阻尼器箱體10右側壁上的連接螺栓孔11對應，可以通過螺栓或桿件與結構固定。當地震發生時，阻尼器會受到沿作動桿1軸線方向的拉力或壓力，使得設置于左右滑板之間的SMA絲5總是處于受拉狀態。

所述阻尼器箱體10中位于其左側壁和左滑板12之間設置有復位彈簧一2，以加強左滑板12的復位；所述阻尼器箱體10中位于其右滑板14和固定擋板9之間設置有復位彈簧二15，以加強右滑板14的復位，所述復位彈簧一2和復位彈簧二15均套在作動桿1上，且不固定。

與現有技術相比，本發明有電致變形、響應時間短，驅動力大，控制效果好等特點。本發明應用摩擦片來實現摩擦耗能，并且與SMA絲組合，耗能效果顯著；阻尼器箱體右側壁設有鏈接螺栓孔，可與各種構件連接；本發明中的SMA絲不但可以耗能，也可以提供一定的復位能力，復位彈簧可以加強滑板的復位效果；通過壓電陶瓷驅動器調節壓電陶瓷驅動器箱體與阻尼器頂蓋的接觸正壓力，能夠滿足不同強度地震的耗能要求。

當斷電時，壓電陶瓷驅動器不能正常工作，所布置的SMA絲也可以起到被動耗能效果來減少地震對結構的破壞。

附圖說明

圖1為本發明阻尼器的總剖面圖。

圖2為本發明阻尼器的正視圖。

圖3為本發明阻尼器外殼示意圖。

圖4為本發明阻尼器滑板示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。