專利名稱：半主動式形狀記憶合金阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形狀記憶合金阻尼器。特別是涉及一種通過改變阻尼器的形狀記憶合金絲工作組數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼器輸出控制力目的的半主動式形狀記憶合金阻尼器。
背景技術(shù)：
半主動式形狀記憶合金阻尼器，是利用形狀記憶合金超彈滯回耗能特性進(jìn)行減振的耗能裝置。形狀記憶合金具有耐腐蝕性、高阻尼等特性，在奧氏體結(jié)束溫度Af以上，形狀記憶合金能夠產(chǎn)生約8％的超彈性變形，其加載、卸載路徑不一致，從而形成一個(gè)飽滿的滯回環(huán)，此滯回環(huán)的面積就是形狀記憶合金所耗散的能量。現(xiàn)有形狀記憶合金阻尼器大都是被動阻尼器，不能保證在各種振動情況下都具有很好的減振耗能性，因而其自適用性較差；另外，部分形狀記憶合金阻尼器存在形狀記憶合金絲利用率低的問題。目前，國內(nèi)外形狀記憶合金阻尼器大都是被動阻尼器，其剛度、輸出控制力等參數(shù)不可調(diào)，不能保證在各種振動情況下都具有很好的減振耗能性，因而其對振動情況的適用性較差；另外，部分形狀記憶合金被動阻尼器在工作時(shí)，存在所有形狀記憶合金絲不能同時(shí)工作的問題，即一部分形狀記憶合金絲處在拉伸工作狀態(tài)下，而另一部分形狀記憶合金絲處在壓彎非工作狀態(tài)，此大大降低了形狀記憶合金絲的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過改變阻尼器的形狀記憶合金絲工作組數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼器輸出控制力目的的半主動式形狀記憶合金阻尼器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種半主動式形狀記憶合金阻尼器，包括有中間形成有通孔的第一鋼板、第二鋼板、第三鋼板和第四鋼板，各鋼板的通孔內(nèi)依次貫穿設(shè)置有鋼管，其中，第一鋼板和第四鋼板固定在鋼管上，第二鋼板和第三鋼板可滑動地設(shè)置在鋼管上；在第一鋼板與第二鋼板之間以及在第三鋼板與第四鋼板之間均間隔地設(shè)置有超彈性形狀記憶合金絲組和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組；還設(shè)置有第一支撐和第二支撐，其第一支撐和第二支撐分別從左、右兩側(cè)貫穿第一鋼板、第二鋼板、第三鋼板、第四鋼板交叉地套在鋼管上；在第一支撐和第二支撐上均間隔設(shè)置有將第二鋼板和第三鋼板限位在其之間用以推動或拉動第二鋼板和第三鋼板的檔塊。
所述的鋼管上還間隔設(shè)置有將第二鋼板和第三鋼板限位在其之間的檔塊。
所述的第一支撐為叉形結(jié)構(gòu)，是由支架柄，形成在支架柄一端的連接件和連接在連接件上、下兩端的弧形支撐構(gòu)成，在弧形支撐遠(yuǎn)離連接件的那一端上間隔地設(shè)置有將第二鋼板和第三鋼板限位在其之間用以推動或拉動第二鋼板和第三鋼板的檔塊。
所述的第二支撐與第一支撐的結(jié)構(gòu)相同。
所述的在第一鋼板與第二鋼板之間、第三鋼板與第四鋼板之間所設(shè)置的超彈性形狀記憶合金絲組和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組是以各鋼板的通孔為上、下分界，上、下對應(yīng)的設(shè)置有多組，其中，超彈性形狀記憶合金絲組和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組為間隔設(shè)置。
所述的在第一鋼板與第二鋼板之間、第三鋼板與第四鋼板之間所設(shè)置的超彈性形狀記憶合金絲組和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組是以各鋼板的通孔為上、下分界，上、下對應(yīng)的各設(shè)置有三組，每組中，中間一組為超彈性形狀記憶合金絲組，兩側(cè)為形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組。
本發(fā)明的半主動式形狀記憶合金阻尼器，所用形狀記憶合金絲由具有形狀記憶效應(yīng)的形狀記憶合金絲和具有超彈性的形狀記憶合金絲組成，通過電流加熱具有形狀記憶效應(yīng)的形狀記憶合金絲，使其達(dá)到奧氏體結(jié)束溫度以上，從而改變阻尼器的形狀記憶合金絲工作組數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼器輸出控制力的目的。
本發(fā)明的半主動式形狀記憶合金阻尼器具有如下特點(diǎn)1、本身參數(shù)具有可調(diào)性，根據(jù)不同振動情況輸出不同控制力，具有較強(qiáng)的自適用性；2、所用超彈性形狀記憶合金絲組始終處在拉伸工作狀態(tài)中，提高了形狀記憶合金絲的利用率，節(jié)省了半主動式形狀記憶合金阻尼器的成本；3、本發(fā)明由各個(gè)部件組裝而成，組裝、拆卸方便，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，成本低廉。


圖1是半主動式形狀記憶合金阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是半主動式形狀記憶合金阻尼器的第一支撐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的側(cè)面示意圖。
其中1第一支撐 2第一鋼板3超彈性形狀記憶合金絲組4第二鋼板5第三鋼板 6形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組7第四鋼板 8第二支撐9鋼圓管10螺栓11第一擋塊 12第二擋塊具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的半主動式形狀記憶合金阻尼器做出詳細(xì)說明。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的半主動式形狀記憶合金阻尼器，包括有中間形成有通孔的第一鋼板2、第二鋼板4、第三鋼板5和第四鋼板7，各鋼板的通孔內(nèi)依次貫穿設(shè)置有鋼管9，其中，第一鋼板2和第四鋼板7固定在鋼管9上，第二鋼板4和第三鋼板5可滑動地設(shè)置在鋼管9上；在第一鋼板2與第二鋼板4之間、第三鋼板5與第四鋼板7之間均設(shè)置有超彈性形狀記憶合金絲組3和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組6，其設(shè)置是以各鋼板的通孔為上、下分界，上、下對應(yīng)的各設(shè)置有多組，其中，超彈性形狀記憶合金絲組3和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組6為間隔設(shè)置。
在第一鋼板2與第二鋼板4之間、第三鋼板5與第四鋼板7之間所設(shè)置的超彈性形狀記憶合金絲組3和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組6，還可以是以各鋼板的通孔為上、下分界，上、下對應(yīng)的各設(shè)置有三組，每組中，中間一組為超彈性形狀記憶合金絲組3，兩側(cè)為形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組6。
還設(shè)置有第一支撐1和第二支撐8，所述的第一支撐1與第二支撐8的結(jié)構(gòu)相同。如圖3、圖4所示，所述的第一支撐1、第二支撐8為叉形結(jié)構(gòu)，是由支架柄13，形成在支架柄13一端的連接件14和連接在連接件14上、下兩端的弧形支撐15構(gòu)成，在弧形支撐15遠(yuǎn)離連接件14的那一端上間隔地設(shè)置有將第二鋼板4和第三鋼板5限位在其之間，用以推動或拉動第二鋼板4和第三鋼板5的檔塊11。第一支撐1和第二支撐8分別從左、右兩側(cè)貫穿第一鋼板2、第二鋼板4、第三鋼板5、第四鋼板7交叉地套在鋼管9上，并將第二鋼板4和第三鋼板5限位在其上所設(shè)置的檔塊11中，從而能夠推動或拉動第二鋼板4和第三鋼板5。所述的鋼管9上還間隔設(shè)置有將第二鋼板4和第三鋼板5限位在其之間的檔塊12。
擋塊11固定在第一支撐1和第二支撐8上，從而推動或拉動第二鋼板4和第三鋼板5，擋塊12固定在鋼管9上，以阻止第二鋼板4向左或第三鋼板5向右滑動，即保證第二鋼板4和第三鋼板5只能發(fā)生相向滑動，從而保證形狀記憶合金絲始終處在拉伸工作狀態(tài)下。
安裝半主動式形狀記憶合金阻尼器時(shí)，首先將超彈性形狀記憶合金絲組3和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組6分別固定在第一鋼板2與第二鋼板4之間、第三鋼板5與第四鋼板7之間，然后將固定好形狀記憶合金絲的鋼板套在鋼管9上，并在鋼管9上安裝第二擋塊12，以固定好鋼板，最后將第一支撐1和第二支撐8交叉套在鋼管9上。
本發(fā)明半主動式形狀記憶合金阻尼器的工作原理是當(dāng)?shù)谝恢?和第二支撐8受壓時(shí)，固定在第一支撐1上的第一檔塊11將推動第二鋼板4沿鋼管9向右移動，固定在第二支撐8上的第一檔塊11將推動第三鋼板5沿鋼管9向左移動；當(dāng)?shù)谝恢?和第二支撐8受拉時(shí)，固定在第一支撐1上的第一檔塊11將拉動第三鋼板5沿鋼管9向左移動，固定在第二支撐8上的第一檔塊11將拉動第二鋼板4沿鋼管9向右移動。在正常使用階段或中小地震作用下，僅有超彈性形狀記憶合金絲組3參與工作，而在結(jié)構(gòu)反應(yīng)過大或大震作用下，通過電流加熱部分或全部具有形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組6，使其達(dá)到奧氏體結(jié)束溫度以上，從而為半主動式形狀記憶合金附加較大的剛度和阻尼，達(dá)到結(jié)構(gòu)振動最優(yōu)控制的目的。
權(quán)利要求
1.一種半主動式形狀記憶合金阻尼器，其特征在于，包括有中間形成有通孔的第一鋼板(2)、第二鋼板(4)、第三鋼板(5)和第四鋼板(7)，各鋼板的通孔內(nèi)依次貫穿設(shè)置有鋼管(9)，其中，第一鋼板(2)和第四鋼板(7)固定在鋼管(9)上，第二鋼板(4)和第三鋼板(5)可滑動地設(shè)置在鋼管(9)上；在第一鋼板(2)與第二鋼板(4)之間以及在第三鋼板(5)與第四鋼板(7)之間均間隔地設(shè)置有超彈性形狀記憶合金絲組(3)和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組(6)；還設(shè)置有第一支撐(1)和第二支撐(8)，其第一支撐(1)和第二支撐(8)分別從左、右兩側(cè)貫穿第一鋼板(2)、第二鋼板(4)、第三鋼板(5)、第四鋼板(7)交叉地套在鋼管(9)上；在第一支撐(1)和第二支撐(8)上均間隔設(shè)置有將第二鋼板(4)和第三鋼板(5)限位在其之間用以推動或拉動第二鋼板(4)和第三鋼板(5)的檔塊(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半主動式形狀記憶合金阻尼器，其特征在于，所述的鋼管(9)上還間隔設(shè)置有將第二鋼板(4)和第三鋼板(5)限位在其之間的檔塊(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半主動式形狀記憶合金阻尼器，其特征在于，所述的第一支撐(1)為叉形結(jié)構(gòu)，是由支架柄(13)，形成在支架柄(13)一端的連接件(14)和連接在連接件(14)上、下兩端的弧形支撐(15)構(gòu)成，在弧形支撐(15)遠(yuǎn)離連接件(14)的那一端上間隔地設(shè)置有將第二鋼板(4)和第三鋼板(5)限位在其之間用以推動或拉動第二鋼板(4)和第三鋼板(5)的檔塊(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半主動式形狀記憶合金阻尼器，其特征在于，所述的第二支撐(8)與第一支撐(1)的結(jié)構(gòu)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半主動式形狀記憶合金阻尼器，其特征在于，所述的在第一鋼板(2)與第二鋼板(4)之間、第三鋼板(5)與第四鋼板(7)之間所設(shè)置的超彈性形狀記憶合金絲組(3)和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組(6)是以各鋼板的通孔為上、下分界，上、下對應(yīng)的各設(shè)置有多組，其中，超彈性形狀記憶合金絲組(3)和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組(6)為間隔設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半主動式形狀記憶合金阻尼器，其特征在于，所述的在第一鋼板(2)與第二鋼板(4)之間、第三鋼板(5)與第四鋼板(7)之間所設(shè)置的超彈性形狀記憶合金絲組(3)和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組(6)是以各鋼板的通孔為上、下分界，上、下對應(yīng)的各設(shè)置有三組，每組中，中間一組為超彈性形狀記憶合金絲組(3)，兩側(cè)為形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組(6)。
全文摘要
一種半主動式形狀記憶合金阻尼器，包括有中間形成有通孔的第一鋼板、第二鋼板、第三鋼板和第四鋼板，各鋼板的通孔內(nèi)依次貫穿設(shè)置有鋼管，其中，第一鋼板和第四鋼板固定在鋼管上，第二鋼板和第三鋼板可滑動地設(shè)置在鋼管上；在第一鋼板與第二鋼板之間以及在第三鋼板與第四鋼板之間均間隔地設(shè)置有超彈性形狀記憶合金絲組和形狀記憶效應(yīng)形狀記憶合金絲組；還設(shè)置有第一支撐和第二支撐，其第一支撐和第二支撐分別從左、右兩側(cè)貫穿第一鋼板、第二鋼板、第三鋼板、第四鋼板交叉地套在鋼管上；在第一支撐和第二支撐上均間隔設(shè)置有將第二鋼板和第三鋼板限位在其之間的擋塊。本發(fā)明本身參數(shù)具有可調(diào)性，具有較強(qiáng)的自適用性；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，組裝、拆卸方便，成本低廉。
文檔編號E04H9/02GK101016757SQ20071005676
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者李忠獻(xiàn), 邢德進(jìn), 丁陽 申請人:天津大學(xué)