專利名稱：多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制裝置，特別是一種建筑結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制的建筑用多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器。
背景技術(shù)：
金屬屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用軟鋼或其它軟金屬材料做成的各種形式的阻尼耗能器。金屬屈服后具有良好的滯回性能，利用某些金屬具有的彈塑性滯回變形耗能，包括軟鋼阻尼器、鉛阻尼器和形狀記憶合金(shape memory alloys，簡(jiǎn)稱 SMA)阻尼器等。它對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制的機(jī)理是將結(jié)構(gòu)振動(dòng)的部分能量通過金屬的屈服滯回耗能耗散掉，從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)的目的。一般金屬材料受到外力作用后，首先發(fā)生彈性變形，達(dá)到屈服點(diǎn)，就產(chǎn)生塑性變形，壓力消除后留下永久變形。但形狀記憶合金，在發(fā)生了塑性變形后，經(jīng)過合適的熱過程， 能夠回復(fù)到變形前的形狀。SMA是應(yīng)用較為廣泛的智能材料之一，在高于奧氏體相變結(jié)束溫度時(shí)加卸載，可以提供飽滿的滯回曲線并且卸載后沒有殘余變形，這就是相變偽彈性。美國(guó) California的Robert等于1994年研制出一種SMA中心引線型阻尼器。由于智能材料在材料性質(zhì)上有著普通材料所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域會(huì)獲得優(yōu)異的控制效果，這也是近年來(lái)土木工程中的研究熱點(diǎn)。SMA還具有良好的抗疲勞和耐腐蝕性能，加之金屬的耐久性和免維護(hù)性，所以是土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的理想材料。全金屬阻尼器具有可恢復(fù)變形大、阻尼能力強(qiáng)以及耐久性、抗腐蝕性、抗疲勞性能好、工作溫度范圍大和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。工程結(jié)構(gòu)在地震、風(fēng)或機(jī)械振動(dòng)等作用下的反應(yīng)是隨機(jī)的，無(wú)論是從理論分析還是震害現(xiàn)象看，地震地面運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)反應(yīng)都是多維的。目前研究開發(fā)的金屬阻尼器有中國(guó)專利號(hào)03111064. 9公開了一種名稱為“錐形形狀記憶合金阻尼器”發(fā)明專利，中國(guó)專利號(hào)200610200568. 3公開了一種名稱為“混合型形狀記憶合金阻尼器”的發(fā)明專利；中國(guó)專利號(hào)200710010925. 4公開了一種名稱為“自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器”的發(fā)明專利；中國(guó)專利號(hào)200910011071. 0公開了一種名稱為“抗扭轉(zhuǎn)自復(fù)位鉛芯形狀記憶合金阻尼器”的發(fā)明專利；它們都是單一方向的，或是僅僅能夠控制水平方向，并且本身不易實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)的地震、風(fēng)或機(jī)械振動(dòng)等的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，主要為了實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的任意水平方向、豎向和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)的耗能控制，又兼有水平、豎直和扭轉(zhuǎn)的自動(dòng)復(fù)位功能，既節(jié)省材料，又能充分發(fā)揮材料的作用，并實(shí)現(xiàn)阻尼器的多用途。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，包括外連接板、為內(nèi)分隔板、內(nèi)固定板、外固定板、超彈性形狀記憶合金絲、內(nèi)鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺桿。它是由外連接板、為內(nèi)分隔板、內(nèi)固定板、外固定板、超彈性形狀記憶合金絲、內(nèi)鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺母、調(diào)節(jié)螺桿組成，其特征在于六塊正方形外連接板構(gòu)成一個(gè)正方體，內(nèi)隔板將其分隔成八個(gè)小正方體，八個(gè)小正方體相鄰角內(nèi)分別設(shè)置內(nèi)固定板，大正方體八個(gè)角分別設(shè)置外固定板，相應(yīng)的內(nèi)固定板和外固定板之間分別采用內(nèi)鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)螺母將超彈性形狀記憶合金絲固定，八個(gè)內(nèi)固定板和八個(gè)外固定板斜對(duì)稱、八個(gè)分隔空間和八組超彈性形狀記憶合金絲斜對(duì)稱。八個(gè)角均設(shè)置形狀記憶合金絲，斜拉向中心點(diǎn)。六個(gè)面均可螺孔可與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件連接，構(gòu)件可以對(duì)側(cè)、相鄰兩側(cè)或多側(cè)連接。內(nèi)固定板是三角形。在遇到地震、風(fēng)振或機(jī)械振動(dòng)時(shí)，利用多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用形狀記憶合金，可恢復(fù)變形大、阻尼能力強(qiáng)以及耐久性、抗腐蝕性、抗疲勞性能好、工作溫度范圍大、體積小、用途多和維護(hù)費(fèi)用低等；不僅能夠?qū)θ我馑椒较虻娘L(fēng)振和地震進(jìn)行耗能減震，又能對(duì)豎直方向的風(fēng)振和地震進(jìn)行耗能減震，同時(shí)又具有水平、豎直和扭轉(zhuǎn)的自動(dòng)復(fù)位功能。在遇到地震和風(fēng)振時(shí)，利用多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。


圖1為本發(fā)明多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器示意圖。圖2為多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器平面示意圖。圖3為圖2的I - I剖面圖示意圖。圖中1為外連接板；2為內(nèi)分隔板；3為內(nèi)固定板；4為外固定板；5為超彈性形狀記憶合金絲；6為內(nèi)鎖緊螺母；7為外鎖緊螺母；8為調(diào)節(jié)螺母；9為調(diào)節(jié)螺桿；10為形狀記憶合金絲外鎖緊螺孔；11為形狀記憶合金絲內(nèi)鎖緊螺孔；12為外連接板螺孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的多向多頻率調(diào)諧質(zhì)量阻尼器如圖廣圖3所示。整個(gè)裝置主要由六塊外連接板1 ；為內(nèi)分隔板2 ；為內(nèi)固定板3 ；為外固定板4 ；為超彈性形狀記憶合金絲5 ；為內(nèi)鎖緊螺母6 ；為外鎖緊螺母7 ；為調(diào)節(jié)螺母8 ；為調(diào)節(jié)螺桿9、 形狀記憶合金絲外鎖緊螺孔10、形狀記憶合金絲內(nèi)鎖緊螺孔11和外連接板螺孔12組成。六塊正方形外連接板構(gòu)成一個(gè)正方體，內(nèi)隔板將其分隔成八個(gè)正方體，八個(gè)小正方體相鄰角內(nèi)分別設(shè)置三角形內(nèi)固定板，大正方體八個(gè)角分別設(shè)置外固定板，相應(yīng)的內(nèi)固定板和外固定板之間分別采用內(nèi)鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)螺母等將超彈性形狀記憶合金絲固定。八個(gè)內(nèi)固定板和八個(gè)外固定板斜對(duì)稱、八個(gè)分隔空間和八組超彈性形狀記憶合金絲的斜對(duì)稱布置。首先焊制八塊內(nèi)分隔板，將其制成等八個(gè)空間正方體。制作內(nèi)固定板8塊并開孔， 采用內(nèi)鎖緊螺母將8組超彈性形狀記憶合金絲分別固定在8個(gè)內(nèi)固定板上。焊接外連接板， 用夾具拉伸超彈性形狀記憶合金絲，確定外鎖緊螺母位置，焊接外固定板，最后用調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，是由外連接板、為內(nèi)分隔板、內(nèi)固定板、外固定板、超彈性形狀記憶合金絲、內(nèi)鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺母、調(diào)節(jié)螺桿組成， 其特征在于六塊正方形外連接板(1)構(gòu)成一個(gè)正方體，內(nèi)隔板(2)將其分隔成八個(gè)小正方體，八個(gè)小正方體相鄰角內(nèi)分別設(shè)置內(nèi)固定板(3)，大正方體八個(gè)角分別設(shè)置外固定板 (4)，相應(yīng)的內(nèi)固定板(3)和外固定板(4)之間分別采用內(nèi)鎖緊螺母(6)、外鎖緊螺母(7)、調(diào)節(jié)螺桿(9)和調(diào)節(jié)螺母(8)將超彈性形狀記憶合金絲(5)固定，八個(gè)內(nèi)固定板和八個(gè)外固定板斜對(duì)稱、八個(gè)分隔空間和八組超彈性形狀記憶合金絲斜對(duì)稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，其特征在于，八個(gè)角均設(shè)置形狀記憶合金絲，斜拉向中心點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，其特征在于，六個(gè)面均可螺孔可與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件連接，構(gòu)件可以對(duì)側(cè)、相鄰兩側(cè)或多側(cè)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，其特征在于，內(nèi)固定板(3)是三角形。
全文摘要
本發(fā)明是一種多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，它涉及一種建筑結(jié)構(gòu)和機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的減震控制裝置。包括外連接板、為內(nèi)分隔板、內(nèi)固定板、外固定板、超彈性形狀記憶合金絲等，八個(gè)小正方體相鄰角內(nèi)分別設(shè)置內(nèi)固定板，大正方體八個(gè)角分別設(shè)置外固定板，相應(yīng)的內(nèi)、外固定板之間鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)螺母將超彈性形狀記憶合金絲固定，八個(gè)內(nèi)固定板和八個(gè)外固定板斜對(duì)稱、八個(gè)分隔空間和八組超彈性形狀記憶合金絲斜對(duì)稱。八個(gè)角均設(shè)置形狀記憶合金絲，斜拉向中心點(diǎn)。它具有水平、豎向和扭轉(zhuǎn)方向自動(dòng)復(fù)位功能。在遇到地震和風(fēng)振時(shí)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102425246SQ20111031832
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者張延年, 汪青杰, 鄭怡 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)