[發(fā)明專利]一種半主動(dòng)SMA-壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010679898.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN111764529B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜永峰;韓博;李芳玉;李虎;張超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 董斌

一種半主動(dòng)SMA?壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器，包括T型連接件（1），環(huán)形摩擦板（10）和帶連接孔的齒輪（3）通過螺桿安裝在所述T型連接件（1）兩側(cè)，安裝在所述齒輪（3）外側(cè)的環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器（5），固定各個(gè)部件并施加預(yù)緊力的螺母（6）；將齒輪（3）置于帶齒條的下連接板（2）的中心位置處，并與齒條嚙合；螺桿（7）將環(huán)形摩擦板（10）、帶連接孔的齒輪（3）和環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器（5）依次固定于所述T型連接件（1）的兩側(cè)，且在所述T型連接件（1）同側(cè)預(yù)留孔處對(duì)稱布置兩組。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)減震控制領(lǐng)域，具體涉及半主動(dòng)SMA-壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)上附加耗能減震裝置的控制方法已成為減弱地震、強(qiáng)風(fēng)對(duì)結(jié)構(gòu)安全性威脅的主要措施之一。摩擦阻尼器作為一種耗能裝置，有耗能能力強(qiáng)，荷載及其頻率的大小對(duì)其性能影響小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉等特點(diǎn)，特別是在控制結(jié)構(gòu)近斷層地震反應(yīng)和中高層結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)等方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。而傳統(tǒng)單一類型的阻尼器顯然不足以有效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)所遭受的不同強(qiáng)度、不同特性的各種外界作用。把形狀記憶合金（SMA）的超彈性效應(yīng)和壓電陶瓷獨(dú)特的壓電效應(yīng)應(yīng)用到摩擦阻尼器中可以形成一種半主動(dòng)自復(fù)位控制裝置。

結(jié)構(gòu)在遭受地震作用時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)電力中斷等情況，而傳統(tǒng)的半主動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)因此而徹底癱瘓。

傳統(tǒng)平動(dòng)摩擦阻尼器在大位移下會(huì)出現(xiàn)摩擦材料不能夠充分利用等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種半主動(dòng)自復(fù)位復(fù)合阻尼器，并可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)剛度和阻尼力，具有適應(yīng)不同強(qiáng)度地震的能力。

本發(fā)明是一種半主動(dòng)SMA-壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器，包括T型連接件，環(huán)形摩擦板和帶連接孔的齒輪通過螺桿安裝在所述T型連接件兩側(cè)，安裝在所述齒輪外側(cè)的環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，固定各個(gè)部件并施加預(yù)緊力的螺母；將齒輪置于帶齒條的下連接板的中心位置處，并與齒條嚙合；螺桿將環(huán)形摩擦板、帶連接孔的齒輪和環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器依次固定于所述T型連接件的兩側(cè)，且在所述T型連接件同側(cè)預(yù)留孔處對(duì)稱布置兩組。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明改變傳統(tǒng)摩擦阻尼器平動(dòng)摩擦為齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，提高了摩擦板的利用率，摩擦耗能效果更加顯著。2、本發(fā)明利用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器調(diào)整阻尼器剛度和阻尼力，能夠應(yīng)對(duì)不同情況的耗能要求。3、本發(fā)明在壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器不能正常工作情況下，形狀記憶合金絲變形會(huì)增大，其超彈性耗能能力相應(yīng)增強(qiáng)，配合摩擦元件可當(dāng)做被動(dòng)阻尼器使用，具有Fail-Safe功能。4、本發(fā)明將形狀記憶合金絲和壓電摩擦阻尼器復(fù)合使用，使阻尼器具有良好的自復(fù)位效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖，圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖，圖3是本發(fā)明的A-A剖面圖，圖4是本發(fā)明的B-B剖面圖，附圖標(biāo)記及對(duì)應(yīng)名稱為：1—T型連接件；2—帶齒條的下連接板；3—帶連接孔的齒輪；4—形狀記憶合金絲（SMA）；5—環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器； 6—螺母；7—螺桿；8—夾具；9—連接螺栓；10—環(huán)形摩擦板。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種半主動(dòng)SMA-壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器，包括T型連接件1，環(huán)形摩擦板10和帶連接孔的齒輪3通過螺桿7安裝在所述T型連接件1兩側(cè)，安裝在所述齒輪3外側(cè)的環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器5，固定各個(gè)部件并施加預(yù)緊力的螺母6；將齒輪3置于帶齒條的下連接板2的中心位置處，并與齒條嚙合；螺桿7將環(huán)形摩擦板10、帶連接孔的齒輪3和環(huán)形壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器5依次固定于所述T型連接件1的兩側(cè)，且在所述T型連接件1同側(cè)預(yù)留孔處對(duì)稱布置兩組。

以上所述的半主動(dòng)SMA-壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器，所述T型連接件1同側(cè)齒輪3的連接孔置于最近位置處，形狀記憶合金絲4分別穿過兩個(gè)齒輪3連接孔，并用夾具8固定在齒輪3連接孔處，連接孔設(shè)在齒輪3的齒根圓上。

以上所述的半主動(dòng)SMA-壓電復(fù)合齒輪摩擦阻尼器，環(huán)形摩擦片10的內(nèi)徑與螺桿7的外徑相同，外徑與齒輪3的齒根圓相同。