[实用新型]一种圆盘式压电陶瓷摩擦阻尼器

说明书

本实用新型公开了一种圆盘式压电陶瓷摩擦阻尼器，包括阻尼器箱体，和贯穿阻尼器箱体的空心圆轴，空心圆轴上下对称布置有压电陶瓷，在阻尼器箱体上方设置电源，电源与压电陶瓷连接，压电陶瓷之间贯穿有推拉杆；在所述阻尼器箱体内侧布置有一层摩擦片a，在所述压电陶瓷表面布置有一层摩擦片b；通过调节压电陶瓷的电压使其伸缩产生垂直于阻尼器箱体的压力，进而使压电陶瓷上部的摩擦片与阻尼器箱体上的摩擦片之间产生摩擦力。通过改变压电陶瓷的运动形式使压电陶瓷的所有表面都参与摩擦耗能，从而减少压电陶瓷的使用量。

技术领域

本实用新型属于土木工程结构减震技术领域，特别涉及一种圆盘式压电陶瓷摩擦阻尼器。

背景技术

耗能减振技术是通过在结构中设置一些装置以达到耗能减振的目的。阻尼器根据耗能机理不同分为四类：粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器。阻尼器耗能减振的原理是：安装在结构中的耗能装置在结构振动时发生塑性屈服、摩擦滑动或克服阻尼器做功，将结构的部分动能转化为热量而耗散掉，从而达到减振的目的。耗能减振技术因其效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广等特点而愈来愈受到国内外学者的重视。摩擦阻尼器结构简单，价格便宜，性能不受温度影响，滞回模型为库仑型，能提供附加的刚度和阻尼，耗能能力强，是结构工程中常用的一种耗能减振装置。但传统的摩擦阻尼器结构单一，只能提供恒定的摩擦力，耗能效果不佳，而且当阻尼器的起滑摩擦力较大时，还会出现抱死现象，不能起到耗能减震的功能。压电陶瓷材料由于其独特的压电效应已广泛应用于结构振动控制领域，利用压电智能材料进行变摩擦阻尼器的开发与研制，已成为研究的一个热点。

目前的压电陶瓷摩擦阻尼器只利用压电陶瓷的侧面进行摩擦耗能，为增大摩擦面积往往采用多块压电陶瓷堆叠的方法，没有充分利用材料。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种圆盘式压电陶瓷摩擦阻尼器，通过改变压电陶瓷的运动形式使压电陶瓷的所有表面都参与摩擦耗能，从而减少压电陶瓷的使用量。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种圆盘式压电陶瓷阻尼器，包括阻尼器箱体，和贯穿阻尼器箱体的空心圆轴，空心圆轴上下对称布置有压电陶瓷，在阻尼器箱体上方设置电源，电源与压电陶瓷连接，压电陶瓷之间贯穿有推拉杆；在所述阻尼器箱体内侧布置有一层摩擦片a，在所述压电陶瓷表面布置有一层摩擦片b；通过调节压电陶瓷的电压使其伸缩产生垂直于阻尼器箱体的压力，进而使压电陶瓷上部的摩擦片a与阻尼器箱体上的摩擦片b之间产生摩擦力。

对于上述技术方案，本实用新型还进一步有优选的技术方案：

进一步，所述电源通过导线与压电陶瓷连接，导线通过空心圆轴上端的小缺口进入空心圆轴，再与压电陶瓷连接。

进一步，所述阻尼器箱体为圆柱形，空心圆轴设在阻尼器箱体中心轴线处，空心圆轴两端为半球形，且阻尼器箱体在空心圆轴两端处有圆柱形突出，以限制空心圆柱的上下左右的运动。

进一步，所述推拉杆为圆柱体，并且推拉杆上设有齿条；空心圆轴的中段表面为齿纹，齿纹与推拉杆上的齿条啮合；空心圆轴的上、下端表面为螺纹。

进一步，所述阻尼器箱体上的压电陶瓷内焊接有连接杆，连接杆为空心圆柱体，推拉杆进入连接杆的空腔内与空心圆轴的齿条啮合。

进一步，通过螺母将两块压电陶瓷固定在空心圆轴上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过推拉杆的齿条和空心圆轴的齿纹将沿推拉杆轴线方向的直线运动转化为绕空心圆轴的圆周运动，使压电陶瓷的侧面及上下表面的摩擦片都产生运动，使参与摩擦耗能的摩擦片面积增大，从而增大了相同周期内相同大小压电陶瓷表面摩擦片因摩擦而消耗的能量，提高了摩擦阻尼器的工作效率，输出更多阻尼，有利于保护结构。