[发明专利]一种形状记忆合金绞线—环形弹簧拼装式自复位阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构消耗减震技术领域，具体地说，本发明涉及一种形状记忆合金绞线—环形弹簧拼装式自复位阻尼器。

背景技术

地震中建筑物的破坏与倒塌是造成地震灾害的主要原因。如何有效地减轻工程结构在地震下的响应，提高结构抗震能力是土木工程学科中亟待解决的问题之一。结构抗震，是一种被动耗能，是通过增强结构本身的强度、刚度和延性来抵御地震作用的，即由结构本身消耗地震能量，这是不经济的，也难以达到预期的效果。

被动耗能减振因其构造简单、造价低、易于维护且无需外部能源支持等优点颇受工程界关注，是目前发展较为成熟且应用广泛的振动控制技术。然而已应用于实际工程中的传统阻尼器存在这一些局限性：粘弹性阻尼器抗疲劳差、易老化；粘滞阻尼器易渗漏；金属屈服阻尼器强震中易发生大变形而失效；摩擦阻尼器复位性差等。形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA）是一种新型功能材料，具有奇特的形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性。超弹性SMA可恢复应变高达6%—8%，屈服应力在400—500MPa左右，极限强度超过1000MPa，极限变形高达20%。利用SMA的超弹性和阻尼特性制作的被动耗能阻尼器与其他阻尼器相比，具有耐久性和耐腐蚀性能好，使用周期长，变形大且可自复位等优点。

公开号为CN 101196017的中国发明专利申请公开了一种复合型形状记忆合金摩擦阻尼器（SMA摩擦阻尼器），主要是有主板、副板、摩擦板、超弹性SMA丝、复位拉杆、U型预应变调节板和高强螺栓组成。其特征在于：在主板及副板之间嵌入摩擦板，主板上留有螺栓活动孔和拉杆活动孔，副板和摩擦板上留有螺栓孔和拉杆活动孔；高强螺栓穿过副板、摩擦板上的螺栓孔和主板上的螺栓活动孔；复位拉杆穿过主板、副板、摩擦板上的拉杆活动孔；超弹性SMA丝穿过复位拉杆、U型预应变调节板，两端分别用夹具拉紧固定；调节螺钉调节U型预应变调节板和复位拉杆之间的间距，使超弹性形状记忆合金丝达到需要的初始应变。该阻尼器使用的超弹性SMA丝，在强震作用下易发生损伤，同时摩擦板随着振动结束后难以复位。

发明内容

为了克服以上现有技术中存在的问题，本发明提供了一种形状记忆合金绞线—环形弹簧拼装式自复位阻尼器，该阻尼器在强震作用下能够发挥耗能作用，不易发生损伤，且具有自复位特性。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种形状记忆合金绞线—环形弹簧拼装式自复位阻尼器，包括耗能器，还包括内套筒、外套筒、圆盘、两个及以上SMA绞线，所述耗能器为环形弹簧耗能器，所述环形弹簧耗能器布置于所述内套筒内，所述外套筒与所述内套筒交错布置，使SMA绞线始终处于受拉状态，所述内套筒一端固定连接中心轴、所述外套筒一端固定连接导向轴，所述中心轴和导向轴穿过圆盘的中心孔，所述两个及以上SMA绞线沿圆盘圆周分别、均匀地布置，并与所述圆盘固定连接。

优选的是，所述环形弹簧耗能器包括环形弹簧和环形弹簧套筒。所述环形弹簧，相比于其他弹簧，具有强力减震性能、体积小，质量轻等优点，在尺寸的选取上更加的灵活。

上述任一方案优选的是，所述环形弹簧由带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合而成。这样结构的环形弹簧，损坏后，只需要更换个别圆环即可，修理方便，经济适用。当所述阻尼器受到轴向作用力时，所述环形弹簧始终处于受压状态，鉴于环形弹簧本身的结构特性，其具有很高的耗能与复位能力。

上述任一方案优选的是，所述环形弹簧套筒内侧设有凸出卡槽。

上述任一方案优选的是，所述环形弹簧通过所述凸出卡槽卡在所述环形弹簧套筒内，而不会脱离所述环形弹簧套筒。

上述任一方案优选的是，所述中心轴穿过所述环形弹簧。

上述任一方案优选的是，所述环形弹簧两端均设有垫片。

上述任一方案优选的是，所述中心轴穿过两端的垫片，并通过螺母固定。

上述任一方案优选的是，所述导向轴的一端与所述环形弹簧套筒连接。

上述任一方案优选的是，所述内套筒布置于所述外套筒内。

上述任一方案优选的是，所述内套筒另一端开设有条形槽。

上述任一方案优选的是，所述外套筒两端镂空。

上述任一方案优选的是，所述导向轴一端通过支撑板与所述外套筒连接。

上述任一方案优选的是，所述导向轴一端通过两个支撑板与所述外套筒连接。

上述任一方案优选的是，所述导向轴一端通过三个支撑板与所述外套筒连接。

上述任一方案优选的是，所述导向轴一端通过四个支撑板与所述外套筒连接。