[发明专利]一种箱型SMA-压电变摩擦复合型阻尼器

说明书

本发明公开了一种箱型SMA‑压电变摩擦复合型阻尼器，外箱体内由左到右依次设置有左挡板、左顶板、滑块、右顶板及右挡板，第一拉压杆的一端位于左侧壁板外，第一拉压杆的另一端依次穿过左侧壁板、左挡板、左顶板、左顶环、滑块及右顶环后与右顶板固定连接，其中，第一拉压杆与左顶板、左顶环及右顶环固定连接，第一拉压杆与左侧壁板及左挡板之间滑动接触，第二拉压杆的端部与左侧壁板相连接；左顶板与左侧壁板之间通过若干第一SMA丝相连接，左挡板与右挡板之间通过若干第二SMA丝相连接，右顶板与右侧壁板之间通过若干第三SMA丝相连接，该阻尼器具有高耗能及自复位功能，并能够作为半主动阻尼器。

技术领域

本发明属于土木工程结构振动半控制领域，涉及一种箱型SMA-压电变摩擦复合型阻尼器。

背景技术

压电材料具有压电效应，即当压电材料受到机械变形时有产生电势的能力，称为正压电效应，利用该效应，可制作各种传感器；当对其施加电压时，压电材料产生变形，称为逆压电效应，利用压电材料的逆压电效应，可制作压电摩擦阻尼器，将压电陶瓷驱动器用于调节摩擦板间的接触压力(正压力)，以显著提高阻尼器的耗能减振能力。

然而在压电摩擦阻尼器的设计过程中，但为了使压电陶瓷驱动器的变形更好低被约束，往往需要施加一个较大的初始接触正压力，从而使得初始摩擦力过大，阻尼器启动困难，耗能能力变低，同时可调阻尼力变的很小，且通常会出现残余位移。

形状记忆合金是一种新型的智能材料，因其独特的形状记忆、超弹性、高阻尼和电阻特性，在生物医学、机械电子和航空航天等领域得到大量应用。在土木工程领域，利用SMA的超弹性及其滞回耗能特性可以研制出适用于工程结构减震的被动耗能阻尼器，然而单单利用其超弹性及滞回性能却难以开发出应用于结构振动半主动控制的阻尼器。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种箱型SMA-压电变摩擦复合型阻尼器，该阻尼器具有高耗能及自复位功能，并能够作为半主动阻尼器。

为达到上述目的，本发明所述的箱型SMA-压电变摩擦复合型阻尼器包括外箱体、第一拉压杆、第二拉压杆及带有压电陶瓷驱动器的滑块；

外箱体由左侧壁板、右侧壁板、前侧壁板、后侧壁板及下摩擦底板构成，其中，外箱体内由左到右依次设置有左挡板、左顶板、滑块、右顶板及右挡板，滑块的左侧及右侧分别设置有左顶环及右顶环，第一拉压杆的一端位于左侧壁板外，第一拉压杆的另一端依次穿过左侧壁板、左挡板、左顶板、左顶环、滑块及右顶环后与右顶板固定连接，其中，第一拉压杆与左顶板、左顶环及右顶环固定连接，第一拉压杆与左侧壁板及左挡板之间滑动接触，第二拉压杆的端部与左侧壁板相连接；

左顶板与左侧壁板之间通过若干第一SMA丝相连接，左挡板与右挡板之间通过若干第二SMA丝相连接，右顶板与右侧壁板之间通过若干第三SMA丝相连接，初始状态下，左顶板与左挡板相接触，右顶板与右挡板相接触。

外箱体的顶部开口处设置有上摩擦盖板，其中，上摩擦盖板上设置有用于调节上摩擦盖板预压力的内六角螺栓。

前侧壁板上及后侧壁板上均设置有第一横向滑槽及第二横向滑槽，左挡板的端部位于所述第一横向滑槽内，右挡板的端部位于所述第二横向滑槽内。

还包括外部电源，滑块上开设有若干上下贯通的通孔，其中，各通孔内均设置有压电陶瓷驱动器，压电陶瓷驱动器的上下两端均设置有摩擦垫片，压电陶瓷驱动器上端的摩擦垫片与上摩擦盖板相接触，压电陶瓷驱动器下端的摩擦垫片与下摩擦底板相接触，压电陶瓷驱动器与外部电源之间通过导线相连接。

通孔的侧壁上开设有第一导线通孔，外箱体的侧壁上开设有第二导线通孔，导线穿过第一导线通孔及第二导线通孔。

滑块与左顶板之间的距离与滑块与右顶板之间的距离相同。