一种带形状记忆合金弹簧的变摩擦调谐质量阻尼器的制作方法

本实用新型属于减震装置技术领域，特别是一种带形状记忆合金弹簧的变摩擦调谐质量阻尼器。

背景技术：

随着建筑技术的不断发展，高层建筑以及超高层建筑越来越多，但是这些结构在地震荷载的作用下容易产生较大的位移，进而影响结构的安全度以及舒适度。因此，如何减小地震荷载作用下产生的位移成为一项重要的课题。

调谐质量阻尼器（TMD）已广泛运用于结构的减震控制中，是目前较为成熟的减震控制方式之一。传统的TMD减震装置由质量块、弹簧、阻尼等元件组成，其原理是当主结构受激励而振动时，TMD子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在主结构上，使主结构的振动反应衰减并受到控制。但是传统的TMD采用的是普通弹簧，其自复位能力较差，且TMD系统的频率带宽较窄，无法较好适应频率较宽的地震反应，同时传统TMD必须通过设置附加阻尼的方式进行耗能，这缺点限制了传统TMD的广泛应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带形状记忆合金弹簧的变摩擦调谐质量阻尼器。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种带形状记忆合金弹簧的变摩擦调谐质量阻尼器，包括用于被动调谐控制的质量块、形状记忆合金耗能复位弹簧，以及质量块下方用于实现耗能的变摩擦系数板；

所述质量块通过形状记忆合金耗能复位弹簧与装置外壳钢板相连，弹簧与质量块连接处使用高强螺栓连接；所述质量块初始位置处于变摩擦系数板的正中间；

所述变摩擦系数板由中间至两端分为三个区域，三个区域的摩擦系数由中间至两端依次增大。

按上述方案，变摩擦系数板三个区域的材料依次是铸铁、玻璃和橡胶。

按上述方案，所述变摩擦系数板通过螺栓与装置外壳相连。

按上述方案，所述变摩擦系数板通过粘胶与装置外壳相连。

该装置工作的原理是：本实用新型带SMA 弹簧的TMD变摩擦阻尼器可用于高层结构的减震，当有横向的地震荷载时，质量块会随之在变摩擦系数板上滑动，消耗能量，同时SMA弹簧具有超弹性可以消耗一部分能量，以达到更好的减震效果；另一方面，SMA的记忆性可以使质量块复位至无地震荷载作用下的初始位置而不产生残余变形。变摩擦系数板的摩擦系数由内而外依次增大，分为三个区域，随着地震强度的变化，质量块滑动的区域也会发生变化，当地震较小时，质量块在摩擦系数较小的区域滑动；当地震变大时，质量块将滑动至摩擦系数较大的区域，实现更好的耗能作用。同时，位移增大时SMA弹簧的滞回环越大，耗能能力也越好，可见此种装置可以适应不同震级的地震。

本实用新型装置带来的有益效果是：

1、本实用新型公开的带SMA 弹簧的TMD变摩擦阻尼器可以广泛运用到结构减震中，能适应不同震级的地震。

2、通过用SMA弹簧代替普通弹簧，可以增强装置的耗能效果，同时使装置有自复位能力，且SMA弹簧具有更好的耐久性和耐腐蚀性，不易损坏。

3、SMA弹簧在产生变形时，可以提供较大的阻尼，并且变形越大耗能能力越强，可以达到减震耗能的目的。

4、通过设置变摩擦系数板，可以更好的应对不同等级的地震，达到更好的减震效果。

附图说明

图1为本实用新型装置的俯视示意图；

图2为本实用新型装置的变摩擦面的示意图；

图3为本实用新型装置的外侧立面示意图；

图4为本实用新型装置的内侧立面示意图；

图5为本实用新型装置的质量块示意图；

图中：1-装置外壳，2-SMA弹簧，3-圆柱体质量块，4-变摩擦系数板第一区域，5-变摩擦系数板第二区域，6-变摩擦系数板第三区域， 7-普通螺栓，8-高强螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至2所示，一种带形状记忆合金弹簧的变摩擦调谐质量阻尼器，包括SMA弹簧2、质量块3、变摩擦系数板4、5、6。

如图1所示是本实用新型的俯视示意图，可以看到SMA弹簧2，质量块3，变摩擦系数板4、5、6。质量块3通过SMA弹簧2与侧面的装置外壳1相连，连接处使用高强螺栓8连接，如图3至5所示，因为质量块3随结构振动，产生往复运动，高强螺栓8强度高、性能好，能满足要求。当没有地震荷载作用时，质量块3应处于变摩擦系数板4的正中间，图5为本实用新型装置的质量块示意图，此时SMA弹簧2有一定的预拉力。

如图2所示是本实用新型变摩擦系数板4、5、6的示意图，变摩擦系数板由三种摩擦系数的材料所组成，其中摩擦板a4的摩擦系数小于摩擦板b5，摩擦板b5的摩擦系数小于摩擦板c6，变摩擦系数板三个区域的材料依次是铸铁，摩擦系数0.2；玻璃，摩擦系数0.25；橡胶，摩擦系数0.5；从而达到对不同强度地震产生不同减震效果的目的。这三种不同摩擦系数的材料板通过普通螺栓7与装置外壳1相连。

图3和图4为本实用新型的侧立面示意图，侧面为外壳1，用于控制质量块的最大位移以及与SMA弹簧2的连接，SMA弹簧2与外壳钢板1采用高强螺栓8连接。