[實用新型]一種圓盤式壓電陶瓷-形狀記憶合金絲耗能阻尼器

有效

• 申請號: 201820403807.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN208122016U
• 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?形狀記憶合金絲耗能阻尼器，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帶有形狀記憶合金絲的推拉桿；在阻尼器箱體內側布置有一層摩擦片a，在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。將壓電陶瓷與形狀記憶合金絲組合在一起，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，阻尼器可靠度更高，耗能性能更好，并且具有自復位功能。

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-形狀記憶合金絲耗能阻尼器。

背景技術

形狀記憶合金(SMA)作為一種新型材料，具有耐久性、耐腐蝕性和自復位等優點，但SMA的等效粘性阻尼并不足以使其作為唯一的阻尼裝置。僅基于形狀記憶合金的地震控制裝置承受動態荷載時，其提供的能量耗散將是比較小的。摩擦阻尼器構造簡單、安裝方便、耗能性好，且性能不受溫度影響，是建筑結構中常用的一種耗能減震裝置。但傳統的摩擦阻尼器結構單一，無自復位能力，只能依靠本身的剛度復位，提供的摩擦力為恒定值，耗能效果不佳，而且當阻尼器的起滑摩擦力較大時，還會出現鎖死現象，不能起到耗能減震的功能。且傳統摩擦阻尼器大多只能輸出單一阻尼，不能實時改變其控制能力，且耗能形式單一，應用范圍較小。

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。

實用新型內容

為了克服上述缺點，本實用新型的目的在于提供一種圓盤式壓電陶瓷-形狀記憶合金絲耗能阻尼器，將壓電陶瓷與形狀記憶合金結合在一起，使阻尼器耗能能力強、可靠度高、自復位、易于安裝和更換。

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帶有多根形狀記憶合金絲的推拉桿；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，所述形狀記憶合金絲一端連接在推拉桿的外端部，另一端連接在連接桿空腔根端。

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：

由于壓電陶瓷的逆壓電效應，可以實時改變阻尼器的耗能能力，實現智能控制。改變阻尼器中壓電陶瓷的運動狀態，增大了阻尼器的耗能能力。將壓電陶瓷與形狀記憶合金絲組合在一起，阻尼器可靠度更高，耗能性能更好，并且具有自復位功能。