一种多重复合耗能阻尼器的制作方法

本发明涉及土木工程及建筑领域，尤其涉及一种多重复合耗能阻尼器。

背景技术：

在土木工程及建筑领域，普遍使用阻尼器来减轻地震或大风引起的振动。然而，耐久性和耐腐蚀性是目前阻尼器中普遍存在的问题，阻尼器在使用一段时间后，容易发生老化，或变形无法恢复，造成阻尼器的可靠性下降。

形状记忆合金是一种兼有感知和驱动能力的新型功能材料，具有形状记忆效应和超弹性的优良品质，利用形状记忆合金的超弹性制作的被动耗能减震装置与其他阻尼器相比，具有耐久性和耐腐蚀性好、使用周期长、变形大且可恢复的优点。

申请号为2016202411099的中国专利公开了一种自复位形状记忆合金-剪切型铅复合耗能阻尼器，当结构振动时，阻尼器两侧杆产生相对位移，部分能量被阻尼器吸收，依次减震耗能。但是这种阻尼器仅仅利用形状记忆合金来达到耗能的目的，由于形状记忆合金的价格相比普通合金价格较贵，从而导致这类阻尼器的价格较高，不适合大规模使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多重复合耗能阻尼器，将形状记忆合金耗能与摩擦耗能结合起来，具有良好的耗能减震及复位功能，并且能够减少形状记忆合金的用量，结构简单，成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多重复合耗能阻尼器，包括自动调节摩擦耗能装置及形状记忆合金耗能自恢复装置，所述自动调节摩擦耗能装置包括主板、上副板、下副板、摩擦片及高强螺栓，所述主板设置于上副板和下副板之间，且主板的宽度小于上副板和下副板的宽度，主板经高强螺栓与上副板和下副板相连，主板的右端伸出上副板和下副板的右侧，主板伸出上副板和下副板的部位上开设有第一连接孔，第一连接孔内设置有第一连接螺栓，主板经第一连接螺栓与外部结构相连，所述上副板和下副板的左端分别开设有第二连接孔，第二连接孔内设置有第二连接螺栓，上副板和下副板之间还设置有连接杆件，连接杆件的一端经第二连接螺栓与上副板和下副板固定连接，连接杆件的另一端经第三连接螺栓与外部结构相连；所述主板与上副板之间及主板与下副板之间均设置有摩擦片，摩擦片穿过高强螺栓被夹放在主板与上副板及主板与下副板之间；

所述形状记忆合金耗能自恢复装置包括摆板、左滑孔、右滑孔、左滑杆、右滑杆及形状记忆合金丝，所述摆板的头部铰接在主板上，所述摆板与主板相铰接的一端为头部，摆板远离主板的一端为尾部，所述上副板上开设有两个滑孔，分别为左滑孔和右滑孔，所述左滑孔和右滑孔分别设置于摆板的尾部的两侧，所述下副板上也对应开设有左滑孔和右滑孔，左滑孔内设置有左滑杆，右滑孔内设置有右滑杆，左滑杆和右滑杆均贯穿上副板和下副板，且紧贴第一摆板的两侧设置，所述左滑杆和右滑杆均伸出上副板下副板的外则，左滑杆和右滑杆的端部设置有绕丝具，绕丝具上缠绕有形状记忆合金丝。

优选地，所述高强螺栓的两端部分别缠绕有高强度弹簧，高强度弹簧设置于螺帽与上副板及螺帽与下副板之间。

优选地，所述主板上与摩擦片相对应的位置开设有限位槽孔，限位槽孔的长度与摩擦片的长度相等。

优选地，所述高强螺栓及摩擦片均有两组，分别沿上副板和下副板的中心线对称设置。

优选地，所述形状记忆合金耗能自恢复装置有两组，分别沿主板上下对称设置。

优选地，还包括位移放大装置，所述位移放大装置包括设置在摆板上的固定螺栓，摆板经固定螺栓与上副板和下副板连接，所述固定螺栓与形状记忆合金丝之间的距离为固定螺栓与主板之间的距离的n倍，其中，n＞1。

本发明通过在主板和副板之间设置自动调节摩擦耗能装置及形状记忆合金耗能自恢复装置，能够有效地减少结构或构件的振动及强振后的参与变形，具有良好的耗能减震及复位功能；在形状记忆合金丝被拉伸之前，先通过摩擦片的静摩擦力进行耗能，从而节省形状记忆合金丝的使用量，同时延长材料的使用寿命；自动调节摩擦耗能装置中的高强螺栓两端分别缠绕有高强度弹簧，高强度弹簧用于为摩擦片提供正压力，通过调节螺帽的位置，可以调节弹簧的最大形变距离，从而调节对摩擦片的正压力，进而实现阻尼器的摩擦可控；主板上与摩擦片相对应的位置开设有限位槽孔，限位槽孔用于限制阻尼器的位移及形状记忆合金丝的形变，从而保证形状记忆合金丝的最大位移。本发明还设置了位移放大装置，包括设置在摆板上的固定螺栓，固定螺栓与形状记忆合金丝之间的距离为固定螺栓与主板之间的距离的n倍，当摆板随主板左右移动时，形状记忆合金被拉伸的长度被放大n倍，从而增强形状记忆合金丝的能耗，充分发挥形状记忆合金丝的滞回耗能性质，提升形状记忆合金丝的使用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图(其中上副板未示出)；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1的B-B向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”及“后”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了便于描述本发明的内容，而不是暗示所指的装置或元件必须按照特定的方位设置，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，本发明所述的一种多重复合耗能阻尼器，包括自动调节摩擦耗能装置、形状记忆合金耗能自恢复装置及位移放大装置，自动调节摩擦耗能装置包括主板1、上副板16、下副板5、摩擦片8及高强螺栓4，主板1设置于上副板16和下副板5之间，且主板1的宽度小于上副板16和下副板5的宽度，主板1经高强螺栓4与上副板16和下副板5相连，主板1的右端伸出上副板16和下副板5的右侧，主板1伸出上副板16和下副板5的部位上开设有第一连接孔，第一连接孔内设置有第一连接螺栓2，主板1经第一连接螺栓2与外部结构相连，上副板16和下副板5的左端分别开设有第二连接孔，第二连接孔内设置有第二连接螺栓6，上副板16和下副板5之间还设置有连接杆件8，连接杆件8的一端经第二连接螺栓6与上副板16和下副板5固定连接，连接杆件8的另一端经第三连接螺栓7与外部结构相连。

主板1与上副板16之间及主板1与下副板5之间均设置有摩擦片18，摩擦片18穿过高强螺栓4被夹放在主板1与上副板16及主板1与下副板5之间，高强螺栓4的两端部分别缠绕有高强度弹簧17，高强度弹簧17设置于螺帽与上副板16及螺帽与下副板5之间，高强度弹簧17用于为摩擦片18提供正压力，通过调节螺帽的位置，可以调节高强度弹簧17的最大形变距离，从而调节对摩擦片18的正压力，进而实现阻尼器的摩擦可控。在本实施例中，高强螺栓4及摩擦片18均有两组，分别沿上副板16和下副板5的中心线对称设置，主板1上与摩擦片18相对应的位置开设有限位槽孔3，限位槽孔3用于限制阻尼器的位移及形状记忆合金丝的形变，从而保证形状记忆合金丝的最大位移，槽孔3的长度与摩擦片18的长度相等。

本发明的形状记忆合金耗能自恢复装置包括摆板15、左滑孔10、右滑孔14、左滑杆11、右滑杆13及形状记忆合金丝，摆板15的头部的宽度小于尾部的宽度，摆板15的头部铰接在主板1上，本发明将摆板15与主板1相铰接的一端定义为头部，将摆板15远离主板1的一端定义为尾部，且摆板15的头部尾三角形，此结构能够使得摆板15随主板1的左右摆动更加灵活，上副板16上开设有两个滑孔，分别为左滑孔10和右滑孔14，左滑孔10和右滑孔14分别设置于摆板15的尾部的两侧，下副板5上也对应开设有左滑孔10和右滑孔14，左滑孔10内设置有左滑杆11，右滑孔14内设置有右滑杆13，左滑杆11和右滑杆13均贯穿上副板16和下副板5，且紧贴摆板15的两侧设置，左滑杆11和右滑杆13均伸出上副板16及下副板5的外则，左滑杆11和右滑杆13的端部设置有绕丝具12，绕丝具12上缠绕有形状记忆合金丝。

在本实施例中，形状记忆合金耗能自恢复装置有两组，分别沿主板1上下对称设置。

本发明的位移放大装置包括设置在摆板15上的固定螺栓9，摆板15经固定螺栓9与上副板16和下副板5连接，固定螺栓9与形状记忆合金丝之间的距离为固定螺栓9与主板1之间的距离的n倍，其中，n＞1。当摆板15随主板左右移动时，形状记忆合金被拉伸的长度被放大n倍，从而增强形状记忆合金丝的能耗，充分发挥形状记忆合金丝的滞回耗能性质，提升形状记忆合金丝的使用价值。

在外界拉力的作用下，主板1与第一副板16和第二副板5之间产生相对运行，主板1与上副板16之间、主板1与下副板5之间的摩擦块18在摩擦力的作用下进行耗能；当拉力超过摩擦片18的最大静摩擦力时，主板1远离第一副板16和第二副板5向右移动，主板1带动摆板15的头部向右移动，上副板16和下副板5通过固定螺栓9带动摆板15的尾部向左移动，摆板15推动左滑杆11向左移动，右滑杆13被右滑孔14挡住，此时形状记忆合金丝被拉伸，利用形状记忆合金丝进行耗能，此时，由于固定螺栓9与形状记忆合金丝之间的距离为固定螺栓9与主板1之间的距离的n倍，形状记忆合金丝被拉伸的长度被放大n倍，从而增强形状记忆合金丝的能耗，充分发挥形状记忆合金丝的滞回耗能性质，提升形状记忆合金丝的使用价值。当外界拉力消失后，形状记忆合金丝的恢复力带动左滑杆11回复至初始位置。

同理，阻尼器承受外界压力时的工作原理和工作过程同上，不再赘述。

本发明将形状记忆合金耗能与摩擦耗能结合起来，具有良好的耗能减震及复位功能，并且能够减少形状记忆合金的用量，结构简单，成本低廉。