[發明專利]三向非線性混合耗能自復位阻尼器

在審

• 申請號: 201810370638.2
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108442552A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 魯正;馬乃寅;馬晨智
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種三向非線性混合耗能自復位阻尼器，包括：阻尼器外腔體（1）、阻尼器內腔體（2）、緩沖材料（3）、顆粒群（4）、一級水平彈簧（5）、二級水平彈簧（6）、一級豎向彈簧（7）、二級豎向彈簧（8）、固定結構（9）和粘滯液體（10），其特征在于：阻尼器腔體為長方體空腔，阻尼器內腔體（2）位于阻尼器外腔體（1）內，阻尼器內腔體（2）內部平鋪一層顆粒群（4），內腔體（2）內壁及頂部和底部粘貼有緩沖材料（3）；阻尼器內腔體（2）外壁四周和阻尼器外腔體（1）內壁四周通過水平方向正交布置的四根二級水平彈簧（6）相連，阻尼器內腔體（2）外壁底部和阻尼器外腔體（1）底部上方通過均勻布置的四根二級豎向彈簧（8）相連，且阻尼器外腔體（1）和阻尼器內腔體（2）之間填充粘滯液體（10）；阻尼器外腔體（1）底部均勻布置四根一級豎向彈簧（7）與基本結構相連，阻尼器外腔體（1）四外壁水平方向通過正交布置的兩根一級水平彈簧（5）與固定結構（9）相連，固定結構（9）固定于基本結構上，且具有較大的側向剛度。

2.根據權利要求1所述的三向非線性混合耗能自復位阻尼器，其特征在于：一級水平彈簧（5）、二級水平彈簧（6）、一級豎向彈簧（7）和二級豎向彈簧（8）均為由形狀記憶合金（SMA）制成的非線性變剛度彈簧，其剛度根據基本結構在相應方向上的不同振動頻率和實際需要呈非線性設置，通過合理設置各非線性變剛度彈簧的剛度和阻尼器腔體的大小，在風/地震作用下該自復位阻尼器在水平正交方向和豎直方向的三個方向上提供不同的剛度以調諧結構的頻率，并通過粘滯耗能、SMA彈簧耗能和顆粒群的滾動、摩擦和碰撞方式轉移和耗散結構的振動能量；且形狀記憶合金由于其超彈性具有較強的自復位能力和抗疲勞、較高的抗拉強度等特性，在消能后能夠使阻尼器恢復初始狀態。

3.根據權利要求1所述的三向非線性混合耗能自復位阻尼器，其特征在于：顆粒群（4）由若干大小不同的球形顆粒組成，所述球形顆粒材質是鋼球、混凝土球、玻璃球或陶瓷球中的一種或多種，顆粒群（4）的水平投影面積為阻尼器內腔體（2）水平面積的 40%~80%，顆粒群（4）的體積為阻尼器內腔體（2）體積的 5%~20%。

4.根據權利要求1所述的三向非線性混合耗能自復位阻尼器，其特征在于：緩沖材料（3）采用橡膠、泡沫塑料或珍珠棉中任一種或多種。