[發明專利]一種具有高豎向承載力的磁流變彈性體智能隔震支座

有效

• 申請號: 202010837123.6
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111946127B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 呂楊;張翼珂;梅品彬;回建桐;陳宇;黃信
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種具有高豎向承載力的磁流變彈性體智能隔震支座。其包括上底板、下底板、磁流變彈性體、鋼板、永磁鐵、萬向鉸、豎向連桿、鋼筒、線圈及導磁導向桿；本發明提供的具有高豎向承載力的磁流變彈性體智能隔震支座整體可形成一個閉合磁路，可通過改變施加給線圈的電流大小來改變永磁鐵產生的磁場大小，從而可以擴大磁流變彈性體剛度的可調節范圍；本支座中設置了豎向連桿和萬向鉸，可以承擔豎向荷載，以減小磁流變彈性體和線圈的變形，保證本支座的磁流變效應和線圈的穩定性，增加使用壽命；本支座具有安全性高、可控性強等優點，解決了傳統隔震裝置在近斷層長周期速度和位移脈沖地震作用下制震效果不好的問題。

技術領域

本發明屬于土木建筑工程振動控制技術領域，特別是涉及一種具有高豎向承載力的磁流變彈性體智能隔震支座。

背景技術

磁流變彈性體是一種新型復合智能材料，其由軟磁性顆粒、彈性體基體和添加劑這三種基本成分組合而成。磁流變彈性體克服了磁流變液存在的沉降和穩定性問題，具有剛度可調、可逆性強、機械性能優異以及響應迅速等優點，因而在土木、機械和航空航天等領域有著很大的發展潛能，從而吸引了很多學者進行研究。磁流變彈性體的一個研究熱點是將磁流變彈性體應用在隔震減振裝置中，解決了傳統的隔震減振裝置所遇到的一些問題。目前，國內外學者針對不同形式的磁流變彈性體隔震支座進行了研究。武漢理工大學的涂建維等人提供了一種自適應調節剪切性能的疊層型智能可調隔震支座，該支座可以智能調節其水平等效剛度和等效阻尼比，以適應外部動力荷載的變化。大連理工大學的歐進萍等人發明公開了一種組合式磁流變彈性體智能隔震支座，充分利用材料的力學和電磁特性，空間利用率和磁場利用率高，磁場均勻且漏磁少，線圈尺寸得以大幅縮減，降低了生產、使用和維護成本，且外形同鉛芯橡膠支座類似，便于設計和施工。悉尼科技大學的Li等人提出了一種用于基礎隔震系統的新型隔震器，即自適應隔震器，這種新型自適應隔振器利用磁流變彈性體的場敏感材料特性，采用了傳統的隔振器設計，具有獨特的鋼和磁流變層的疊層結構，研究表明，該磁流變隔振器的增力可達45％，剛度可達38％。之后，Li等人進行了一種新型高可調磁流變基礎隔振器的研究和開發，設計并制造了一種在磁場為0.44T時剪切模量增加1300％的軟磁流變材料，然后將其應用在基礎隔離器設計的疊層結構中，然后，對這種新型高可調磁流變基礎隔離器的原型進行了全面的實驗研究，測試結果和后續分析表明，新型磁流變基礎隔震器具有顯著的自適應能力，即當施加的電流從0.0切換到3.0A時，它可以產生高達1479％的力增加和1630％的剛度增加。Wollongong大學的Yang等人設計并制造了一種負變剛度的磁流變隔震裝置，該隔震裝置包括混合磁系統，這種混合磁系統產生的磁場是由永久磁場和電磁場疊加所得，這種混合磁系統的主要特點是它允許磁場的整體大小增加和減少，也就是隔震裝置的橫向剛度可以增加和減少，研究表明，當施加正電流時，有效剛度減小，當施加負電流時，有效剛度增大。美國內華達大學的Behrooz等人提出一種新型變剛度阻尼的隔震裝置，它是一款剛度及阻尼可調且采用上下雙線圈設計的隔震支座，研究表明，該裝置在不同的地震波下均呈現良好的減震效果，受控制的隔震裝置在減小加速度和相對位移方面表現良好。盡管近年來磁流變彈性體隔震支座的性能得到不斷的提升，但磁流變彈性體隔震支座的磁流變效應會隨著材料應變的增加而衰減，在大變形情況下的磁流變彈性體隔震支座的性能會明顯低于小變形情況下，所以減小材料應變是目前需要解決的一個問題。因此，進一步改進智能隔震裝置是很有必要的。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種具有高豎向承載力的磁流變彈性體智能隔震支座。