[發明專利]一種適用于大跨空間結構的壓電變摩擦阻尼系統

在審

• 申請號: 202111283983.0
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113958005A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 蘆燕;羅奇星;韓慶華;劉銘劼;王力晨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

1.一種適用于大跨空間結構的壓電變摩擦阻尼系統，其特征在于，所述阻尼系統包括阻尼器，所述阻尼器包括：

阻尼器外殼(1)，所述阻尼器外殼(1)為由左側壁、右側壁、前側壁、后側壁和底面組成的頂面敞開的結構；

阻尼器蓋板(2)，所述阻尼器蓋板(2)連接在所述阻尼器外殼(1)的頂面上；

阻尼器活塞(3)，所述阻尼器活塞(3)包括套筒和活塞桿，所述套筒為由左側壁、右側壁、前側壁、后側壁和底面組成的頂面敞開的結構，所述套筒設置在所述阻尼器外殼(1)內，并且，所述套筒的底面與所述阻尼器外殼(1)的底面相接觸組成第一摩擦副；所述活塞桿包括相對的第一端和第二端，所述活塞桿的第一端連接在所述套筒的右側壁上、第二端穿過所述阻尼器外殼(1)的右側壁延伸至所述阻尼器外殼(1)的外部；

壓電堆(4)，所述壓電堆(4)設置在所述套筒內；

摩擦片(5)，所述摩擦片(5)設置在所述壓電堆(4)和所述阻尼器蓋板(2)之間，所述摩擦片(5)的上表面與所述阻尼器蓋板(2)的下表面相接觸組成第二摩擦副；

其中，所述阻尼器通過所述阻尼器外殼(1)的左側壁和所述活塞桿的第二端連接在所述大跨空間結構的桿件中；

其中，所述壓電堆(4)能伸長或縮短，從而改變所述第一摩擦副和所述第二摩擦副的法向壓力，從而改變所述阻尼器的摩擦力；

所述阻尼器還包括分別設置在所述套筒左側壁和右側壁外部的左彈簧擋板(6)和右彈簧擋板(7)，所述左彈簧擋板(6)和所述阻尼器外殼(1)的左側壁之間設置有左彈簧(8)、所述右彈簧擋板(7)和所述阻尼器外殼(1)的右側壁之間設置有右彈簧(9)；

其中，在初始位置，所述左彈簧擋板(6)與所述套筒的左側壁相接觸、所述右彈簧擋板(7)與所述套筒的右側壁相接觸，并且，所述左彈簧(8)和所述右彈簧(9)均被配置為具有預壓力；

當所述阻尼器在所述大跨空間結構的桿件中受到軸向壓力，并且，該軸向壓力大于所述左彈簧(8)的預壓力與所述阻尼器的摩擦力之和時，所述阻尼器活塞(3)連同所述左彈簧擋板(6)向左移動，直至所述左彈簧(8)所受的壓力與所述阻尼器的摩擦力之和等于該軸向壓力，而所述右彈簧擋板(7)保持在初始位置不發生移動；

當所述阻尼器在所述大跨空間結構的桿件中受到軸向拉力，并且，該軸向拉力大于所述右彈簧(9)的預壓力與所述阻尼器的摩擦力之和時，所述阻尼器活塞(3)連同所述右彈簧擋板(7)向右移動，直至所述右彈簧(9)所受的壓力與所述阻尼器的摩擦力之和等于該軸向拉力，而所述左彈簧擋板(6)保持在初始位置不發生移動。

2.根據權利要求1所述的適用于大跨空間結構的壓電變摩擦阻尼系統，其特征在于，所述阻尼器蓋板(2)通過螺栓(10)與所述阻尼器外殼(1)連接，通過調節所述螺栓(10)的預緊力能調節所述阻尼器的初始摩擦力。

3.根據權利要求2所述的適用于大跨空間結構的壓電變摩擦阻尼系統，其特征在于，所述阻尼器蓋板(2)和所述阻尼器外殼(1)之間設置有抗剪連接件，以防止所述阻尼器工作時所述阻尼器蓋板(2)與所述螺栓(10)和所述阻尼器外殼(1)之間發生滑動，影響阻尼器工作性能。

4.根據權利要求3所述的適用于大跨空間結構的壓電變摩擦阻尼系統，其特征在于，所述抗剪連接件包括設置在所述阻尼器蓋板(2)下表上的卡塊(11)和開設在所述阻尼器外殼(1)側壁頂面內的凹槽(12)，在所述阻尼器蓋板(2)和所述阻尼器外殼(1)連接時，所述卡塊(11)和所述凹槽(12)相卡合。