[发明专利]一种力和位移同步自监测的智能阻尼器

权利要求书

1.一种力和位移同步自监测的智能阻尼器，包括阻尼器（1）、位移测量架（2）、摄像系统（3），其特征在于：所述阻尼器（1）包含活塞（1-1）、缸筒（1-2）、两端连接段（1-3）、阻尼介质（1-4）和图像散斑（1-5），活塞（1-1）位于缸筒（1-2）内部，阻尼介质（1-4）处于缸筒（1-2）内，当阻尼器（1）受到扰动而工作时，活塞（1-1）迫使缸筒（1-2）内的阻尼介质（1-4）运动，从而阻尼介质（1-4）将外界的能量转化成热能耗散，两端连接段（1-3）分别连接活塞（1-1）的一端与缸筒（1-2）的一端，当阻尼器（1）正常工作时，两端连接段（1-3）的最小净截面尺寸需满足其保持弹性状态的要求，图像散斑（1-5）处于未在缸筒（1-2）包含下活塞（1-1）的表面上；所述位移测量架（2）固接于缸筒（1-2）上靠近图像散斑（1-5）一侧的端部；所述摄像系统（3）固定于位移测量架（2）之上，其镜头对准图像散斑（1-5），实时采集阻尼器活塞（1-1）各个变形阶段的散斑图像，根据各个变形阶段的散斑图像（1-5）得到阻尼器活塞（1-1）表面点的轴向位置变化，利用计算设备，采用算法进行实时计算，从而得到阻尼器活塞（1-1）的轴向应变、轴向位移，即测得阻尼器（1）的实际工作性能，具体相关算法的推导工程如下：首先，利用公式及得到阻尼器活塞（1-1）的轴力，其次，根据位移与时间的关系曲线可得到阻尼器活塞（1-1）的加速度a，最后，根据达朗贝尔原理建立受力平衡方程，可得到阻尼器（1）的出力为，其中E、ε、A分别代表阻尼器活塞（1-1）的弹性模量、轴向应变和截面面积。

2.根据权利要求1所述的一种力和位移同步自监测的智能阻尼器，其特征在于：所述摄像系统（3）利用基于图像处理技术的DIC非接触式位移测量方法和二维数字散斑动态应变测量分析系统技术进行测量。

3.根据权利要求1所述的一种力和位移同步自监测的智能阻尼器，其特征在于：所述摄像系统（3）具有高分辨率和帧频率，安装于位移测量架（2）上，实时监控阻尼器涂有图像散斑（1-5）的表面，其测得的数据可以本地保存在摄像系统中，也可以远程传输到使用者设备上。

4.根据权利要求1所述的一种力和位移同步自监测的智能阻尼器，其特征在于：所述摄像系统（3）与位移测量架（2）相互独立，其安装、更换和维护方便。

5.根据权利要求1所述的一种力和位移同步自监测的智能阻尼器，其特征在于：所述阻尼器（1）可为粘滞阻尼器，包括但不局限于单出杆油缸式粘滞阻尼器、双出杆油缸式粘滞阻尼器和金属粘滞阻尼器等；阻尼器（1）也可为金属阻尼器，包括但不局限于屈曲约束支撑。