[發明專利]SMA合金絲材自復位阻尼器及其制作方法

有效

• 申請號: 201710559934.2
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107313643B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 邱燦星;季可凡;李晗;張邑塵
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所11469
• 代理人: 趙文成

技術領域

本發明涉及阻尼器技術領域，特別是指一種SMA合金絲材自復位阻尼器及其制作方法。

背景技術

建筑結構中常采用阻尼器來進行耗能減震，但是傳統阻尼器結構復雜，多采用橡膠、鋼墊片等材料制成，這種材料的穩定性和耐久性較差，工作穩定性不高，地震之后結構雖然不倒，但也不能在震后恢復原狀，不能繼續使用。超彈性形狀記憶合金SMA作為智能材料之一，同時具備有耗能和恢復變形能力，可恢復應變可以高達6～8％。

申請號為201621060160.6的申請文件公開了一種混合控制自復位阻尼器，將一對鋼槽的底板之間通過SMA絲材連接在一起，鋼槽兩側設有鋼板，鋼槽和鋼板之間通過高強螺栓連接，并且兩者的接觸面之間涂有摩擦涂料，壓電陶瓷驅動器能夠加大鋼槽和鋼板之間的摩擦力，該阻尼器工作時通過SMA絲材受拉變形和鋼槽和鋼板間的摩擦力進行耗能。該阻尼器結構復雜，制作麻煩，成本大，并且只能在受拉狀態下進行工作，受壓狀態下并不能發揮SMA絲材的耗能復位能力，并且需要額外施加摩擦力，給使用帶來不便。

申請號為201620712496.X的申請文件公開了一種新型基于SMA合金絲的土木工程用阻尼器，固定端板C中心處穿插有牽引桿，牽引桿向上延伸并在其首端固定有滑動端板A，固定端板D中心處的頂部設置有牽引桿，滑動端板A、滑動端板B、固定端板C、固定端板D上繞其中心位置一圈等間隔地穿插有四根連接桿，滑動端板A與固定端板C通過SMA合金絲連接，且其連接的SMA合金絲構成了外側SMA合金絲組，滑動端板D與滑動端板B通過SMA合金絲連接，構成一組內側SMA合金絲組，當牽引桿作往返運動時，內、外側SMA合金絲組在外力作用下可以交替進行拉伸與回縮運動。該阻尼器對SMA絲材的用量較大，結構較為復雜，不便于制作加工，并且拉壓狀態下部分SMA絲材處于空閑狀態，利用率不高。

發明內容

本發明提供一種結構簡單、抗震能力強、穩定性高、便于制作加工并且能夠實現SMA合金絲材在拉、壓兩種狀態下的耗能和自復位的SMA合金絲材自復位阻尼器及其制作方法。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一方面，提供一種SMA合金絲材自復位阻尼器，包括U形卡槽和位于所述U形卡槽內可移動的導棒，其中：

所述U形卡槽包括一對長條形的側板和位于所述側板之間的底板，所述側板的兩端均對應設置有第一長圓孔和第二長圓孔，所述第二長圓孔靠近所述底板，所述底板上設置有用于與外部結構主體連接的第一連接件；

所述導棒的長度小于所述U形卡槽的深度，所述導棒的兩端分別設置有與所述第一長圓孔和第二長圓孔相對應的第三長圓孔和第四長圓孔，所述導棒遠離所述底板的一端設置有用于與外部結構主體連接的第二連接件；

所述第一長圓孔和第三長圓孔內穿設有受拉運動連接棒，所述第二長圓孔和第四長圓孔內穿設有受壓運動連接棒，SMA合金絲材以預緊狀態環繞在所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒的兩端之間。

進一步的，所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒上分別設置有用于預緊所述SMA合金絲材的第一凸面和第二凸面。

進一步的，所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒均為圓柱體，所述第一凸面和第二凸面均為設置在圓柱體一側上且與所述SMA合金絲材位置對應的鋼板。

進一步的，所述第一長圓孔和第三長圓孔的尺寸相同，所述第二長圓孔和第四長圓孔的尺寸相同；在所述第一長圓孔和第三長圓孔，第二長圓孔和第四長圓孔均對齊時，所述導棒靠近所述第四長圓孔的一端到所述底板的距離大于等于所述第二長圓孔的長度。

進一步的，所述第一長圓孔和第二長圓孔的長度相等。

進一步的，所述SMA合金絲材為鎳鈦SMA絲材，所述導棒為矩形板，所述側板、底板和導棒均為鋼板。

進一步的，所述第一連接件和第二連接件均為螺紋桿。

進一步的，環繞在所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒之間的SMA合金絲材的末端通過U型卡扣固定。

另一方面，提供一種上述的SMA合金絲材自復位阻尼器的制作方法，包括：

步驟1：將已開設好第三長圓孔和第四長圓孔的導棒插入U形卡槽中，其中，第三長圓孔與第一長圓孔的內壁對齊，第四長圓孔和第二長圓孔的的內壁對齊；

步驟2：將受拉運動連接棒和受壓運動連接棒分別插入第一長圓孔和第二長圓孔內；

步驟3：將SMA合金絲材纏繞在受拉運動連接棒和受壓運動連接棒上使得受拉運動連接棒和受壓運動連接棒分別緊貼在第一長圓孔和第二長圓孔的內壁上。