[實用新型]一種圓盤式壓電陶瓷摩擦阻尼器

有效

• 申請號: 201820403252.2
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN208122015U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 汪辛;張錫成
• 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
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本實用新型公開了一種圓盤式壓電陶瓷摩擦阻尼器，包括阻尼器箱體，和貫穿阻尼器箱體的空心圓軸，空心圓軸上下對稱布置有壓電陶瓷，在阻尼器箱體上方設置電源，電源與壓電陶瓷連接，壓電陶瓷之間貫穿有推拉桿；在所述阻尼器箱體內側布置有一層摩擦片a，在所述壓電陶瓷表面布置有一層摩擦片b；通過調節壓電陶瓷的電壓使其伸縮產生垂直于阻尼器箱體的壓力，進而使壓電陶瓷上部的摩擦片與阻尼器箱體上的摩擦片之間產生摩擦力。通過改變壓電陶瓷的運動形式使壓電陶瓷的所有表面都參與摩擦耗能，從而減少壓電陶瓷的使用量。

技術領域

本實用新型屬于土木工程結構減震技術領域，特別涉及一種圓盤式壓電陶瓷摩擦阻尼器。

背景技術

耗能減振技術是通過在結構中設置一些裝置以達到耗能減振的目的。阻尼器根據耗能機理不同分為四類：粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器、摩擦阻尼器、金屬屈服阻尼器。阻尼器耗能減振的原理是：安裝在結構中的耗能裝置在結構振動時發生塑性屈服、摩擦滑動或克服阻尼器做功，將結構的部分動能轉化為熱量而耗散掉，從而達到減振的目的。耗能減振技術因其效果好、構造簡單、造價低廉、適用范圍廣等特點而愈來愈受到國內外學者的重視。摩擦阻尼器結構簡單，價格便宜，性能不受溫度影響，滯回模型為庫侖型，能提供附加的剛度和阻尼，耗能能力強，是結構工程中常用的一種耗能減振裝置。但傳統的摩擦阻尼器結構單一，只能提供恒定的摩擦力，耗能效果不佳，而且當阻尼器的起滑摩擦力較大時，還會出現抱死現象，不能起到耗能減震的功能。壓電陶瓷材料由于其獨特的壓電效應已廣泛應用于結構振動控制領域，利用壓電智能材料進行變摩擦阻尼器的開發與研制，已成為研究的一個熱點。

目前的壓電陶瓷摩擦阻尼器只利用壓電陶瓷的側面進行摩擦耗能，為增大摩擦面積往往采用多塊壓電陶瓷堆疊的方法，沒有充分利用材料。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種圓盤式壓電陶瓷摩擦阻尼器，通過改變壓電陶瓷的運動形式使壓電陶瓷的所有表面都參與摩擦耗能，從而減少壓電陶瓷的使用量。

為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案：

根據本實用新型提供的一個實施例，本實用新型提供了一種圓盤式壓電陶瓷阻尼器，包括阻尼器箱體，和貫穿阻尼器箱體的空心圓軸，空心圓軸上下對稱布置有壓電陶瓷，在阻尼器箱體上方設置電源，電源與壓電陶瓷連接，壓電陶瓷之間貫穿有推拉桿；在所述阻尼器箱體內側布置有一層摩擦片a，在所述壓電陶瓷表面布置有一層摩擦片b；通過調節壓電陶瓷的電壓使其伸縮產生垂直于阻尼器箱體的壓力，進而使壓電陶瓷上部的摩擦片a與阻尼器箱體上的摩擦片b之間產生摩擦力。

對于上述技術方案，本實用新型還進一步有優選的技術方案：

進一步，所述電源通過導線與壓電陶瓷連接，導線通過空心圓軸上端的小缺口進入空心圓軸，再與壓電陶瓷連接。

進一步，所述阻尼器箱體為圓柱形，空心圓軸設在阻尼器箱體中心軸線處，空心圓軸兩端為半球形，且阻尼器箱體在空心圓軸兩端處有圓柱形突出，以限制空心圓柱的上下左右的運動。

進一步，所述推拉桿為圓柱體，并且推拉桿上設有齒條；空心圓軸的中段表面為齒紋，齒紋與推拉桿上的齒條嚙合；空心圓軸的上、下端表面為螺紋。

進一步，所述阻尼器箱體上的壓電陶瓷內焊接有連接桿，連接桿為空心圓柱體，推拉桿進入連接桿的空腔內與空心圓軸的齒條嚙合。

進一步，通過螺母將兩塊壓電陶瓷固定在空心圓軸上。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

通過推拉桿的齒條和空心圓軸的齒紋將沿推拉桿軸線方向的直線運動轉化為繞空心圓軸的圓周運動，使壓電陶瓷的側面及上下表面的摩擦片都產生運動，使參與摩擦耗能的摩擦片面積增大，從而增大了相同周期內相同大小壓電陶瓷表面摩擦片因摩擦而消耗的能量，提高了摩擦阻尼器的工作效率，輸出更多阻尼，有利于保護結構。