專利名稱：混合型形狀記憶合金阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土木工程結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種混合型形狀記憶合金阻尼器的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
地震、強(qiáng)風(fēng)的作用給土木工程結(jié)構(gòu)的安全性和舒適性構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。如何有效地減輕工程結(jié)構(gòu)在地震和風(fēng)等動(dòng)力荷載下的響應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)能力和抗災(zāi)性能是土木工程學(xué)科中亟待解決的問(wèn)題之一。傳統(tǒng)的抗震策略是被動(dòng)地依靠結(jié)構(gòu)自身的剛度、強(qiáng)度和延性來(lái)抵抗地震動(dòng)和風(fēng)振的作用，在強(qiáng)震作用下，必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件的損傷或破壞，這樣既不經(jīng)濟(jì)又達(dá)不到預(yù)期的效果，而現(xiàn)代結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)為解決上述問(wèn)題提供了合理有效的途徑。
被動(dòng)耗能阻尼器的減振技術(shù)相對(duì)比較成熟，然而作為一種被動(dòng)控制裝置，耐久性和耐腐蝕性是目前耗能器中普遍存在的問(wèn)題。如粘彈性阻尼器易老化，粘滯阻尼器的維護(hù)，摩擦阻尼器在長(zhǎng)期使用時(shí)的可靠性，軟鋼阻尼器的塑性殘余變形等。形狀記憶合金是一種新型功能材料，具有奇特的形狀記憶效應(yīng)、超彈性和高阻尼特性。利用形狀記憶合金的超彈性和高阻尼特性制作的被動(dòng)耗能阻尼器可以克服上述問(wèn)題。這類阻尼器與其他阻尼器相比，具有耐久性和耐腐蝕性能好，使用周期長(zhǎng)，變形大且可恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有的形狀記憶合金阻尼器主要利用奧氏體形狀記憶合金的阻尼特性，耗能能力低，而馬氏體形狀記憶合金的阻尼能力高于奧氏體形狀記憶合金，利用奧氏體的超彈性自復(fù)位能力和馬氏體的高阻尼特性組成的混合型阻尼器極大地改善了控制效果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型給出一種混合型形狀記憶合金阻尼器，其目的是解決現(xiàn)有形狀記憶合金阻尼器耗能能力低的問(wèn)題，提供一種耗能能力強(qiáng)，同時(shí)具有自復(fù)位功能，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，方便于工程應(yīng)用的被動(dòng)耗能阻尼器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下此種混合型形狀記憶合金阻尼器，由外筒1、內(nèi)筒2、馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧3、左拉板4、右拉板5、奧氏體形狀記憶合金絲6、固定板7、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板8、調(diào)節(jié)螺釘9、夾具10、固定螺釘11、推拉桿12、前蓋13、后蓋14和連接件15組成。其特征在于在導(dǎo)向內(nèi)筒2的兩端分別設(shè)置了左拉板4、右拉板5和固定板7，左拉板4的外側(cè)設(shè)置了預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板8；形狀記憶合金耗能彈簧3纏繞在內(nèi)筒2中的推拉桿12上，兩端分別固定于左拉板4和右拉板5；四組形狀記憶合金絲6穿過(guò)預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板8上的孔17、左拉板4上的孔19、固定板7上的孔20和右拉板5上的孔22，兩端分別用夾具10拉緊固定；四個(gè)調(diào)節(jié)螺釘9通過(guò)改變預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板8和左拉板4之間的距離，以此來(lái)調(diào)節(jié)形狀記憶合金絲6的初始應(yīng)變；固定板7和內(nèi)筒2焊接，然后通過(guò)固定螺釘11和外筒1連接；前蓋13、后蓋14和連接件15通過(guò)螺栓或者焊接方式和外筒1連接在一起；推拉桿12與阻尼器所處位置上部的梁或板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接，連接件15與阻尼器所處位置下部的支撐或梁柱節(jié)點(diǎn)連接。
組裝前，可以根據(jù)實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)要求通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘9來(lái)調(diào)節(jié)形狀記憶合金絲6的初始應(yīng)變。當(dāng)推拉桿12和連接件15有相對(duì)位移時(shí)，推拉桿12因外力作用帶動(dòng)拉板4(或5)運(yùn)動(dòng)，而另一端拉板5(或4)被內(nèi)筒端部阻擋，從而使形狀記憶合金絲6和形狀記憶合金耗能彈簧3拉伸。外力除去后，由于形狀記憶合金絲6的超彈性帶動(dòng)拉板4(或5)回復(fù)，同時(shí)形狀記憶合金耗能彈簧3也受壓恢復(fù)。形狀記憶合金絲6和形狀記憶合金耗能彈簧3在往復(fù)的拉伸和恢復(fù)過(guò)程中消耗了能量，達(dá)到減振的目的。
本實(shí)用新型的效果和益處主要體現(xiàn)在混合型形狀記憶合金阻尼器采用馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧和超彈性形狀記憶合金絲作為耗能元件，不僅具有自復(fù)位功能，而且具有強(qiáng)耗能能力?；旌闲托螤钣洃浐辖鹱枘崞鞯某霈F(xiàn)使自復(fù)位、高耗能這兩大功能得到統(tǒng)一，同時(shí)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式方便于工程的應(yīng)用?；旌闲托螤钣洃浐辖鹱枘崞鞯膶?shí)用新型和應(yīng)用必將增強(qiáng)土木工程隔震和消能減震結(jié)構(gòu)在地震作用下的生存能力，對(duì)國(guó)家和社會(huì)在災(zāi)時(shí)的穩(wěn)定和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的實(shí)際意義。


附圖1是混合型形狀記憶合金阻尼器的構(gòu)造示意圖。
圖中1外筒；2內(nèi)筒；3馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧；4左拉板；5右拉板；6奧氏體形狀記憶合金絲；7固定板；8預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板；9調(diào)節(jié)螺釘；10夾具；11固定螺釘；12推拉桿；13前蓋；14后蓋；15連接件。
附圖2是混合型形狀記憶合金阻尼器的A-A剖面圖。
附圖3是混合型形狀記憶合金阻尼器外筒的正視圖。
附圖4是混合型形狀記憶合金阻尼器外筒的側(cè)視圖。
附圖3和附圖4中16是螺孔。
附圖5是混合型形狀記憶合金阻尼器內(nèi)筒的正視圖。
附圖6是混合型形狀記憶合金阻尼器內(nèi)筒的側(cè)視圖。
附圖7是混合型形狀記憶合金阻尼器推拉桿的正視圖。
附圖8是混合型形狀記憶合金阻尼器推拉桿的右視圖。
附圖9是混合型形狀記憶合金阻尼器耗能彈簧的正視圖。
附圖10是混合型形狀記憶合金阻尼器耗能彈簧的側(cè)視圖。
附圖11是混合型形狀記憶合金阻尼器預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板的正視圖。
附圖12是混合型形狀記憶合金阻尼器預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板的側(cè)視圖。
附圖11和附圖12中17是圓孔，18是螺孔。
附圖13是混合型形狀記憶合金阻尼器左拉板的正視圖。
附圖14是混合型形狀記憶合金阻尼器左拉板的側(cè)視圖。
附圖13和附圖14中19是圓孔。
附圖15是混合型形狀記憶合金阻尼器固定板的正視圖。
附圖16是混合型形狀記憶合金阻尼器固定板的側(cè)視圖。
附圖15和附圖16中20及21都是圓孔。
附圖17是混合型形狀記憶合金阻尼器右拉板的正視圖。
附圖18是混合型形狀記憶合金阻尼器右拉板的側(cè)視圖。
附圖17和附圖18中22及23都是圓孔。
附圖19是混合型形狀記憶合金阻尼器前蓋的正視圖。
附圖20是混合型形狀記憶合金阻尼器前蓋的側(cè)視圖。
附圖21是混合型形狀記憶合金阻尼器后蓋的正視圖。
附圖22是混合型形狀記憶合金阻尼器后蓋的側(cè)視圖。
附圖21和附圖22中24是圓孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的實(shí)施步驟。
(1)分別在小震和大震作用下，對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)所要達(dá)到的性能要求，確定阻尼器的尺寸及參數(shù)。
(2)加工所需的外筒1、內(nèi)筒2、馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧3、左拉板4、右拉板5、奧氏體形狀記憶合金絲6、固定板7、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板8、調(diào)節(jié)螺釘9、夾具10、固定螺釘11、推拉桿12、前蓋13、后蓋14和連接件15。
(3)把內(nèi)筒2、馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧3、左拉板4、右拉板5、奧氏體形狀記憶合金絲6、固定板7、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板8、夾具10、推拉桿12組裝在一起形成內(nèi)部組件。
(4)通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘9來(lái)調(diào)節(jié)形狀記憶合金絲6需要的初始應(yīng)變。然后通過(guò)螺栓或焊接方式將內(nèi)部組件和由外筒1、前蓋13、后蓋14及連接件15組成的外部部件組裝成一體。
(5)通過(guò)推拉桿12與阻尼器所處位置上部的梁或板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接，通過(guò)連接件15與阻尼器所處位置下部的支撐或梁柱節(jié)點(diǎn)連接。
權(quán)利要求1.一種混合型形狀記憶合金阻尼器，由外筒(1)、內(nèi)筒(2)、馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧(3)、左拉板(4)、右拉板(5)、奧氏體形狀記憶合金絲(6)、固定板(7)、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)(8)、調(diào)節(jié)螺釘(9)、夾具(10)、固定螺釘(11)、推拉桿(12)、前蓋(13)、后蓋(14)和連接件(15)組成；其特征在于在導(dǎo)向內(nèi)筒(2)的兩端分別設(shè)置了左拉板(4)、右拉板(5)和固定板(7)，左拉板(4)的外側(cè)設(shè)置了預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板(8)；形狀記憶合金耗能彈簧(3)纏繞在內(nèi)筒(2)中的推拉桿(12)上，兩端分別固定于左拉板(4)和右拉板(5)；四組形狀記憶合金絲(6)穿過(guò)預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板(8)、左拉板(4)、固定板(7)和右拉板(5)，兩端分別用夾具(10)拉緊固定；固定板(7)和內(nèi)筒(2)焊接，然后通過(guò)固定螺釘(11)和外筒(1)連接；前蓋(13)、后蓋(14)和連接件(15)通過(guò)螺栓或者焊接方式和外筒(1)連接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種混合型形狀記憶合金阻尼器，主要由奧氏體形狀記憶合金絲、馬氏體形狀記憶合金耗能彈簧、左右拉板、固定板、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板、推拉桿、內(nèi)筒、外筒等組成。其特征在于在導(dǎo)向內(nèi)筒的兩端分別設(shè)置了左右拉板和固定板，左拉板的外側(cè)設(shè)置了預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板；形狀記憶合金耗能彈簧纏繞在內(nèi)筒中的推拉桿上，兩端分別固定于左右拉板；四組形狀記憶合金絲穿過(guò)預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)板、左右拉板、固定板，兩端分別用夾具拉緊固定。本實(shí)用新型具有耗能能力強(qiáng)，自復(fù)位，結(jié)構(gòu)形式方便于工程應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)人字型支撐或斜支撐連接到多高層建筑結(jié)構(gòu)中，也可以和其他隔震器聯(lián)合組成復(fù)合隔震器安裝于隔震結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E04B1/98GK2921137SQ20062020053
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者李宏男, 錢輝, 宋鋼兵 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)