[發明專利]一種多向自復位形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法

有效

• 申請號: 201811319933.1
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109267667B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 徐善華;冉驥;李安邦;鄭合祥;聶彪;張豪亮
• 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;E04H9/02;E04G21/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種多向自復位形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法，阻尼器頂板和阻尼器底板之間通過支撐鏈桿連接，阻尼器頂板與阻尼器底板上分別對稱設置有多個滑輪，形狀記憶合金絲依次穿過多個滑輪呈“Z”字形對稱布置，組成圓柱形結構的阻尼器，通過旋轉阻尼器底板上設置的張拉螺母對形狀記憶合金絲施加預張拉，使其初始應力處在馬氏體相變中段。本發明構造簡單且便于安裝，可廣泛應用于土木工程及機械工程技術領域的被動控制，有效減小結構或構件的振動及強振后的殘余變形，可應用于基礎隔振及消能減振系統，能夠有效控制上部結構在外界振動激勵下的振動響應。

技術領域

本發明屬于土木建筑和機械工程技術領域，具體涉及一種多向自復位形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法，能夠在平面內任意角度發揮耗能減震作用。

背景技術

在現代技術研究中，振動對于結構大都是作為有害的影響進行研究和控制的。在土木建筑領域，結構的振動以振動頻率低和振動能量高為特點，一旦造成破壞將帶來巨大的人員財產損失。而在機械工程領域，機械設備在使用過程中不可避免地帶有自振和強迫振動，影響各種精密儀器儀表的運行，還對周邊環境形成噪聲污染。因此，振動的控制顯得極為重要。

形狀記憶合金(SMA)作為一種全新的功能材料，具有很多特殊的性質，在科學研究和實際工程中都得到了大量的應用。SMA阻尼器是目前較為常見的一種耗能阻尼裝置。SMA具有極強的變形恢復能力，在震動中產生的殘余應變可較快地恢復,且由于其具有超彈性性能，使得SMA阻尼器可以提供較大的阻尼，更多地消耗振動傳遞的能量，從而提升系統的抗震能力。目前發現的SMA種類有上百種，其不僅具有良好的阻尼特性和超彈性性能，而且耐疲勞、耐高溫、耐腐蝕，故其在工程中的應用越來越廣泛。從SMA及其控制器(指耗能器、阻尼器、驅動器等)的特性看，SMA可較好的滿足結構的振動控制要求，因此基于SMA的結構振動控制具有重要的研究價值，應用前景十分廣闊。

因此結合具體工程需求，開發出符合具體工程條件的形狀記憶合金阻尼器對于結構的振動控制技術特別是是隔振及消能減振技術的推廣應用具有非常重要的現實意義與工程價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種多向自復位形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法，其目的是解決現有阻尼器行程較小、復位性能差、以及耗能有限問題。

本發明采用以下技術方案：

一種多向自復位形狀記憶合金阻尼器，包括阻尼器頂板、阻尼器底板和形狀記憶合金絲，阻尼器頂板和阻尼器底板之間通過支撐鏈桿連接，阻尼器頂板與阻尼器底板上分別對稱設置有多個滑輪，形狀記憶合金絲依次穿過多個滑輪呈Z字形對稱布置，通過旋轉阻尼器底板上設置的張拉螺母對形狀記憶合金絲施加預張拉，使其初始應力處在馬氏體相變中段。

其中，阻尼器頂板朝向阻尼器底板的一側設置有上固定環管和頂板滑輪軸，阻尼器底板朝向阻尼器頂板的一側設置有下固定環管和底板滑輪軸，滑輪分別對稱設置在頂板滑輪軸和底板滑輪軸上。

其中，上固定環管和下固定環管上與滑輪對應處分別設置有錨固螺栓，形狀記憶合金絲的一端固定在上固定環管，另一端經頂板滑輪軸上的滑輪和底板滑輪軸上的滑輪與下固定環管上設置的錨固螺栓連接，并通過張拉螺母緊固。

其中，頂板滑輪軸和底板滑輪軸均為圓環形結構，下固定環管的直徑大于頂板滑輪軸的直徑，頂板滑輪軸的直徑大于上固定環管的直徑，上固定環管的直徑大于底板滑輪軸的直徑。

其中，頂板滑輪軸和底板滑輪軸上間隔設置有八個滑輪，形狀記憶合金絲為八根，兩兩對稱安裝；任意對稱分布的兩根形狀記憶合金絲為一個工作組，當阻尼器頂板與阻尼器底板發生平行錯動時，任意一個工作組中預張拉的兩根形狀記憶合金絲中的一根趨于拉長，另一根趨于松弛，在反復水平錯動過程中耗散能量并自動復位。

其中，滑輪內部設置有滾珠，通過滾珠分別與頂板滑輪軸和底板滑輪軸連接。