[實(shí)用新型]一種壓電變摩擦主導(dǎo)型復(fù)合減震裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721767097.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN207646927U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 展猛;張麗珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃淮學(xué)院
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種壓電變摩擦主導(dǎo)型復(fù)合減震裝置，主要由作動(dòng)板、連接板、上下固定板、摩擦板、左右滑動(dòng)板、滑槽、矩形擋塊、高強(qiáng)螺栓、SMA絲、環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)器等組成。固定板與摩擦板通過機(jī)械手段固定，左、右滑動(dòng)板均穿過上、下固定板并可在滑槽中滑動(dòng)。環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)器設(shè)置于上固定板頂面與螺帽之間，作動(dòng)板依次穿過左、右滑動(dòng)板，其上留有右側(cè)高強(qiáng)螺栓活動(dòng)孔，且有一矩形擋塊來調(diào)節(jié)SMA絲的介入點(diǎn)。SMA絲固定在兩滑動(dòng)板之間，并在上下兩側(cè)對(duì)稱布置。左、右高強(qiáng)螺栓均穿過壓電驅(qū)動(dòng)器、固定板和摩擦板，且左側(cè)高強(qiáng)螺栓還穿過連接板，右側(cè)高強(qiáng)螺栓穿過滑動(dòng)板。本實(shí)用新型是一種以壓電變摩擦耗能為主的復(fù)合減震裝置，減震效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)理明確，便于實(shí)際工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)智能減震技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓電變摩擦主導(dǎo)型復(fù)合減震裝置。

背景技術(shù)

形狀記憶合金(SMA)和壓電陶瓷材料是兩種結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域常用的智能材料，前者主要被制作成SMA被動(dòng)阻尼器，其性能穩(wěn)定，但控制力不可調(diào)；而后者主要被制作成壓電半主動(dòng)減震裝置，其具有響應(yīng)快、控制力可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，但往往在大震中出力有限，耗能能力不夠，不能有效減小地震作用。將SMA材料與壓電材料復(fù)合制成混合型減震裝置可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，起到全過程有效減震的效果，因此SMA-壓電復(fù)合型減震裝置已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。如公開號(hào)： CN105201099A設(shè)計(jì)的SMA壓電摩擦智能混合阻尼器是一種SMA為主的混合減震裝置，在中小震時(shí)，SMA耗能起主導(dǎo)作用，當(dāng)大震時(shí)，壓電介入，因?yàn)榇藭r(shí)的SMA的控制力已經(jīng)很大，因此壓電只能起到有限的調(diào)節(jié)作用；而公開號(hào)： CN101851963A和CN105350679A設(shè)計(jì)的SMA壓電復(fù)合摩擦阻尼器的SMA單元和壓電摩擦單元同時(shí)啟動(dòng)，全程同時(shí)工作，這樣勢(shì)必使中后期工作階段的壓電可調(diào)范圍減小。總之，上述SMA壓電混合減震裝置的控制力都向SMA傾斜，其實(shí)質(zhì)更偏向于被動(dòng)控制，不能有效實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)工程的實(shí)時(shí)控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種壓電變摩擦主導(dǎo)型復(fù)合減震裝置，當(dāng)中小震時(shí)，由壓電摩擦單元完全提供控制力；當(dāng)大震時(shí)， SMA介入來進(jìn)一步提高減震裝置的耗能能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種壓電變摩擦主導(dǎo)型復(fù)合減震裝置，包括上固定板3和下固定板4，上固定板3和下固定板4上均有左右兩個(gè)滑槽17，左滑動(dòng)板9從左側(cè)一組滑槽17穿過上固定板3和下固定板4并在該組滑槽17中左右滑動(dòng)，右滑動(dòng)板10從右側(cè)一組滑槽17穿過上固定板3和下固定板4并在該組滑槽17中左右滑動(dòng)，在左滑動(dòng)板9與右滑動(dòng)板10之間利用夾具固定有SMA絲11，在上固定板3和下固定板4之間設(shè)置有摩擦板一5、摩擦板二6、摩擦板三7、摩擦板四8、作動(dòng)板15和連接板16，其中，摩擦板一5和摩擦板三7在左滑動(dòng)板9的左側(cè)，摩擦板二6和摩擦板四8在右滑動(dòng)板10的右側(cè)，高強(qiáng)螺栓一1依次穿過環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)器13、上固定板3、摩擦板一5、連接板16、摩擦板三7和下固定板4，高強(qiáng)螺栓二2依次穿過環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)器13、上固定板3、摩擦板二6、作動(dòng)板15、摩擦板四8和下固定板4，作動(dòng)板15依次穿過左滑動(dòng)板9和右滑動(dòng)板10，作動(dòng)板15上有用于調(diào)節(jié)SMA絲11介入點(diǎn)的矩形擋塊14，矩形擋塊14位于左滑動(dòng)板9和右滑動(dòng)板10之間。

通過調(diào)節(jié)高強(qiáng)螺栓上的螺母可以改變摩擦板與作動(dòng)板15之間的預(yù)壓力。調(diào)節(jié)環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)器13的輸入電壓，由于環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)器13的電致變形可以改變板塊之間的摩擦力。

在摩擦板一5與摩擦板二6的上側(cè)以及摩擦板三7與摩擦板四8的下側(cè)各有一凸臺(tái)19，上固定板3和下固定板4上與所述凸臺(tái)19對(duì)應(yīng)共有四個(gè)凹槽，四個(gè)凸臺(tái)19分別嵌入四個(gè)凹槽中，以防止摩擦板以高強(qiáng)螺栓為軸心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述SMA絲11對(duì)稱在上固定板3的上側(cè)和下固定板4的下側(cè)，所述右滑動(dòng)板10上有能夠調(diào)節(jié)SMA絲11預(yù)應(yīng)變的調(diào)節(jié)閥12。

所述連接板16的左端和作動(dòng)板15的右端分別留有銷栓孔以與外部結(jié)構(gòu)連接。