[發(fā)明專利]一種自復位碟簧-質量轉輪復合磁流變液阻尼器

有效

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• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113606280B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 董慧慧;胡瀟;杜修力
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/023;F16F15/06;F16F9/53
• 代理公司: 北京青松知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發(fā)明涉及一種自復位碟簧?質量轉輪復合磁流變阻尼器，主要由耗能模塊和自復位模塊并聯(lián)組合構成。外缸體上固定設置有兩根高強螺旋桿，密封腔體內設置兩個質量轉輪，兩個質量轉輪通過與高強螺旋桿匹配的螺紋自由套設在高強螺旋桿上，兩個質量轉輪可以在繞著高強螺旋桿轉動的同時沿著高強螺旋桿的軸線方向移動；連接桿在所述密封腔體內的部分套設有永磁環(huán)、導磁環(huán)、隔磁環(huán)，密封腔體內充滿磁流變液；所述密封腔體外側的連接桿上分別自由套設左側碟簧和右側碟簧，左側碟簧和右側碟簧的兩端分別自由套設永磁環(huán)和碟簧端板。本發(fā)明為結構提供一定的剛度和強度以及穩(wěn)定的耗能能力，同時具有優(yōu)良的自復位功能。

技術領域

本發(fā)明涉及一種自復位碟簧-質量轉輪復合磁流變液阻尼器，屬于土木工程減隔震技術領域。

背景技術

地震災害具有突發(fā)性、可預見性低、破壞性強等特點，被認為是人類面臨的最嚴重的自然災害之一，特別是中震和大震發(fā)生時會釋放出巨大的地震能量，會對結構產(chǎn)生很大的破壞，嚴重危及人民的生命和財產(chǎn)安全。我國是地震多發(fā)國家之一，因此降低各類建筑物及基礎設施震害非常重要。目前的結構主要是通過提高自身的剛度和強度來抵抗地震，耗散地震能量，強地震作用時，即使保持了結構的整體完整性，但變形過大、部分構件的嚴重破壞而需要大范圍的加固修復，甚至只能重建造成了巨大的浪費。

消能減震技術是在結構的關鍵部位添加耗能裝置或是把結構的某些非承重部位設計成耗能構件，來耗散地震能量，從而減輕地震對結構主體的破壞。消能減震技術構造簡單、造價低廉、便于維護、減震效果明顯，因此已被廣泛應用于研究及實際工程中。目前的阻尼器可分為以下幾種類型：1)摩擦阻尼器；2)黏滯性阻尼器；3)金屬阻尼器；4)粘彈性阻尼器；5)電(磁)感應阻尼器。

作為一種智能材料，磁流變液可以在毫秒時間內由流動性良好的牛頓流體轉變?yōu)楦哒扯取⒌土鲃有缘腂ingham粘塑性體，制成的磁流變阻尼器具有出力大、能耗低、響應快等優(yōu)點。但傳統(tǒng)的磁感應阻尼器通常依賴電源，在地震中，尤其是大震的情況下，地震的破壞性極大，電源可能出現(xiàn)故障，導致阻尼器出現(xiàn)失靈的情況，降低減震體系的可靠性。此外傳統(tǒng)的阻尼器只具有耗能功能不具有自復位功能。

碟簧具有極好的彈性，相比較形狀記憶合金而言基本不受溫度影響，變形后不需要加熱即可實現(xiàn)自復位；相比較預應力筋有較大的彈性變形，可以滿足大變形的結構的需求。

因此，急需設計一種具備良好耗能能力、自復位能力、穩(wěn)定可靠，同時還易于拆裝更換的預制裝配式自復位耗能阻尼器。

發(fā)明內容

為了解決背景技術中所存在的問題，本發(fā)明提出一種自復位碟簧—質量轉輪復合磁流變液阻尼器，可以應用于建筑結構及橋梁結構領域的重要構件位置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種自復位碟簧-質量轉輪復合磁流變阻尼器，包括耗能模塊和自復位模塊；其中，耗能模塊包括外缸體、高強螺旋桿、質量轉輪、葉片、磁流變液、端部永磁環(huán)、腔體永磁環(huán)、導磁環(huán)、隔磁環(huán)；自復位模塊包括連接桿、左側碟簧、右側碟簧、碟簧端板、固定擋板；外缸體內設置有密封腔體，密封腔體內充滿磁流變液；所述密封腔體內置有質量轉輪，質量轉輪中心通孔套設在高強螺旋桿上，且通孔上設置與高強螺旋桿匹配的螺紋，質量轉輪上還套設有阻液環(huán)，阻液環(huán)伸出密封腔體，用于防止磁流變液滲漏，阻液環(huán)上也設置有與高強螺旋桿匹配的螺紋，保證密封腔體沿著高強螺旋桿滑動，且不會發(fā)生液體滲漏；所述連接桿穿過密封腔體，并固定在密封腔體的側面；密封腔體內連接桿上由中間向兩側依次套設有腔體永磁環(huán)、導磁環(huán)以及隔磁環(huán)；所述連接桿可在外缸體內左右移動，所述連接桿的兩端均固定設置有擋塊，密封腔體的左右兩側與連接桿上的擋塊中間分別套設有左側碟簧以及右側碟簧；左側碟簧和右側碟簧兩端還分別套設有端部永磁環(huán)以及碟簧端板，即端部永磁環(huán)設置在擋塊內側，碟簧端板設置在密封腔體左、右外側；碟簧端板中間開三通孔，分別套設在中間的連接桿以及兩根高強螺旋桿上，套設在高強螺旋桿上的通孔上有與高強螺旋桿匹配的螺紋。

進一步地，所述高強螺旋桿通過連接墊塊固定于外缸體內。