本發(fā)明涉及阻尼器技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種sma合金絲材自復(fù)位阻尼器及其制作方法。

背景技術(shù)：

建筑結(jié)構(gòu)中常采用阻尼器來進(jìn)行耗能減震，但是傳統(tǒng)阻尼器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多采用橡膠、鋼墊片等材料制成，這種材料的穩(wěn)定性和耐久性較差，工作穩(wěn)定性不高，地震之后結(jié)構(gòu)雖然不倒，但也不能在震后恢復(fù)原狀，不能繼續(xù)使用。超彈性形狀記憶合金sma作為智能材料之一，同時具備有耗能和恢復(fù)變形能力，可恢復(fù)應(yīng)變可以高達(dá)6～8％。

申請?zhí)枮?01621060160.6的申請文件公開了一種混合控制自復(fù)位阻尼器，將一對鋼槽的底板之間通過sma絲材連接在一起，鋼槽兩側(cè)設(shè)有鋼板，鋼槽和鋼板之間通過高強(qiáng)螺栓連接，并且兩者的接觸面之間涂有摩擦涂料，壓電陶瓷驅(qū)動器能夠加大鋼槽和鋼板之間的摩擦力，該阻尼器工作時通過sma絲材受拉變形和鋼槽和鋼板間的摩擦力進(jìn)行耗能。該阻尼器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作麻煩，成本大，并且只能在受拉狀態(tài)下進(jìn)行工作，受壓狀態(tài)下并不能發(fā)揮sma絲材的耗能復(fù)位能力，并且需要額外施加摩擦力，給使用帶來不便。

申請?zhí)枮?01620712496.x的申請文件公開了一種新型基于sma合金絲的土木工程用阻尼器，固定端板c中心處穿插有牽引桿，牽引桿向上延伸并在其首端固定有滑動端板a，固定端板d中心處的頂部設(shè)置有牽引桿，滑動端板a、滑動端板b、固定端板c、固定端板d上繞其中心位置一圈等間隔地穿插有四根連接桿，滑動端板a與固定端板c通過sma合金絲連接，且其連接的sma合金絲構(gòu)成了外側(cè)sma合金絲組，滑動端板d與滑動端板b通過sma合金絲連接，構(gòu)成一組內(nèi)側(cè)sma合金絲組，當(dāng)牽引桿作往返運動時，內(nèi)、外側(cè)sma合金絲組在外力作用下可以交替進(jìn)行拉伸與回縮運動。該阻尼器對sma絲材的用量較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不便于制作加工，并且拉壓狀態(tài)下部分sma絲材處于空閑狀態(tài)，利用率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、抗震能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、便于制作加工并且能夠?qū)崿F(xiàn)sma合金絲材在拉、壓兩種狀態(tài)下的耗能和自復(fù)位的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器及其制作方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一方面，提供一種sma合金絲材自復(fù)位阻尼器，包括u形卡槽和位于所述u形卡槽內(nèi)可移動的導(dǎo)棒，其中：

所述u形卡槽包括一對長條形的側(cè)板和位于所述側(cè)板之間的底板，所述側(cè)板的兩端均對應(yīng)設(shè)置有第一長圓孔和第二長圓孔，所述第二長圓孔靠近所述底板，所述底板上設(shè)置有用于與外部結(jié)構(gòu)主體連接的第一連接件；

所述導(dǎo)棒的長度小于所述u形卡槽的深度，所述導(dǎo)棒的兩端分別設(shè)置有與所述第一長圓孔和第二長圓孔相對應(yīng)的第三長圓孔和第四長圓孔，所述導(dǎo)棒遠(yuǎn)離所述底板的一端設(shè)置有用于與外部結(jié)構(gòu)主體連接的第二連接件；

所述第一長圓孔和第三長圓孔內(nèi)穿設(shè)有受拉運動連接棒，所述第二長圓孔和第四長圓孔內(nèi)穿設(shè)有受壓運動連接棒，sma合金絲材以預(yù)緊狀態(tài)環(huán)繞在所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒的兩端之間。

進(jìn)一步的，所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒上分別設(shè)置有用于預(yù)緊所述sma合金絲材的第一凸面和第二凸面。

進(jìn)一步的，所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒均為圓柱體，所述第一凸面和第二凸面均為設(shè)置在圓柱體一側(cè)上且與所述sma合金絲材位置對應(yīng)的鋼板。

進(jìn)一步的，所述第一長圓孔和第三長圓孔的尺寸相同，所述第二長圓孔和第四長圓孔的尺寸相同；在所述第一長圓孔和第三長圓孔，第二長圓孔和第四長圓孔均對齊時，所述導(dǎo)棒靠近所述第四長圓孔的一端到所述底板的距離大于等于所述第二長圓孔的長度。

進(jìn)一步的，所述第一長圓孔和第二長圓孔的長度相等。

進(jìn)一步的，所述sma合金絲材為鎳鈦sma絲材，所述導(dǎo)棒為矩形板，所述側(cè)板、底板和導(dǎo)棒均為鋼板。

進(jìn)一步的，所述第一連接件和第二連接件均為螺紋桿。

進(jìn)一步的，環(huán)繞在所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒之間的sma合金絲材的末端通過u型卡扣固定。

另一方面，提供一種上述的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的制作方法，包括：

步驟1：將已開設(shè)好第三長圓孔和第四長圓孔的導(dǎo)棒插入u形卡槽中，其中，第三長圓孔與第一長圓孔的內(nèi)壁對齊，第四長圓孔和第二長圓孔的的內(nèi)壁對齊；

步驟2：將受拉運動連接棒和受壓運動連接棒分別插入第一長圓孔和第二長圓孔內(nèi)；

步驟3：將sma合金絲材纏繞在受拉運動連接棒和受壓運動連接棒上使得受拉運動連接棒和受壓運動連接棒分別緊貼在第一長圓孔和第二長圓孔的內(nèi)壁上。

進(jìn)一步的，所述步驟3包括：

步驟31：放置所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒，使得所述第一凸面和第二凸面均朝向所述sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的內(nèi)側(cè)，將所述sma合金絲材纏繞在所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒上；

步驟32：旋轉(zhuǎn)所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒，使得所述第一凸面和第二凸面朝向所述sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的外側(cè)從而調(diào)整所述sma合金絲材的預(yù)緊力，此時，所述受拉運動連接棒和受壓運動連接棒在預(yù)緊力的作用下緊貼在所述第一長圓孔和第二長圓孔的內(nèi)壁上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器，在未起作用時，在環(huán)繞的sma合金絲材的作用下，受拉運動連接棒和受壓運動連接棒分別貼合在第一長圓孔和第二長圓孔的內(nèi)壁上(第一長圓孔的內(nèi)壁是指第一長圓孔朝向sma合金絲材自復(fù)位阻尼器內(nèi)側(cè)的側(cè)壁，第二長圓孔、第三長圓孔和第四長圓孔的內(nèi)壁定義同上)；當(dāng)sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受拉時，導(dǎo)棒與u形卡槽相對往外錯動，此時，導(dǎo)棒的第三長圓孔的內(nèi)壁開始推動受拉運動連接棒向外運動，而受壓運動連接棒則被位于u形卡槽上的第二長圓孔的內(nèi)壁限制住，sma合金絲材被拉伸，從而產(chǎn)生了受拉狀態(tài)下的耗能復(fù)位效果；當(dāng)sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受壓時，導(dǎo)棒與u形卡槽相對往內(nèi)錯動，此時，導(dǎo)棒的第四長圓孔的內(nèi)壁開始推動受壓運動連接棒向內(nèi)運動，而受拉運動連接棒則被位于u形卡槽上的第一長圓孔的內(nèi)壁限制住，sma合金絲材被拉伸，從而產(chǎn)生了受壓狀態(tài)下的耗能復(fù)位效果。

本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器，結(jié)構(gòu)簡單、抗震能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、便于制作加工并且能夠?qū)崿F(xiàn)sma合金絲材在拉、壓兩種狀態(tài)下的耗能和自復(fù)位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的各部件的拆分圖；

圖3為本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受拉狀態(tài)下工作圖；

圖4為本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受壓狀態(tài)下工作圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

一方面，本發(fā)明提供一種sma合金絲材自復(fù)位阻尼器，如圖1至圖4所示，包括u形卡槽1和位于u形卡槽1內(nèi)可移動的導(dǎo)棒2，其中：

u形卡槽1包括一對長條形的側(cè)板1-1、1-2和位于側(cè)板1-1和1-2之間的底板1-3，側(cè)板1-1、1-2的兩端均對應(yīng)設(shè)置有第一長圓孔3和第二長圓孔4，第二長圓孔4靠近底板1-3，底板1-3上設(shè)置有用于與外部結(jié)構(gòu)主體連接的第一連接件10；

導(dǎo)棒2的長度小于u形卡槽1的深度，導(dǎo)棒2的兩端分別設(shè)置有與第一長圓孔3和第二長圓孔4相對應(yīng)的第三長圓孔5和第四長圓孔6，其中，在安裝時，第一長圓孔3與第三長圓孔5的內(nèi)壁對齊，第二長圓孔4與第四長圓孔6的內(nèi)壁對齊，導(dǎo)棒2遠(yuǎn)離底板1-3的一端設(shè)置有用于與外部結(jié)構(gòu)主體連接的第二連接件11；

第一長圓孔3和第三長圓孔5內(nèi)穿設(shè)有受拉運動連接棒7，第二長圓孔4和第四長圓孔6內(nèi)穿設(shè)有受壓運動連接棒8，sma合金絲材9以預(yù)緊狀態(tài)環(huán)繞在受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8的兩端之間。

本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器，在未起作用時，在環(huán)繞的sma合金絲材的作用下，受拉運動連接棒和受壓運動連接棒分別貼合在第一長圓孔和第二長圓孔的內(nèi)壁上(第一長圓孔的內(nèi)壁是指第一長圓孔朝向sma合金絲材自復(fù)位阻尼器內(nèi)側(cè)的側(cè)壁，第二長圓孔、第三長圓孔和第四長圓孔的內(nèi)壁定義同上)；當(dāng)sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受拉時，導(dǎo)棒與u形卡槽相對往外錯動，此時，導(dǎo)棒的第三長圓孔的內(nèi)壁開始推動受拉運動連接棒向外運動，而受壓運動連接棒則被位于u形卡槽上的第二長圓孔的內(nèi)壁限制住，sma合金絲材被拉伸，從而產(chǎn)生了受拉狀態(tài)下的耗能復(fù)位效果；當(dāng)sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受壓時，導(dǎo)棒與u形卡槽相對往內(nèi)錯動，此時，導(dǎo)棒的第四長圓孔的內(nèi)壁開始推動受壓運動連接棒向內(nèi)運動，而受拉運動連接棒則被位于u形卡槽上的第一長圓孔的內(nèi)壁限制住，sma合金絲材被拉伸，從而產(chǎn)生了受壓狀態(tài)下的耗能復(fù)位效果。

本發(fā)明的sma合金絲材自復(fù)位阻尼器，結(jié)構(gòu)簡單、抗震能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、便于制作加工并且能夠?qū)崿F(xiàn)sma合金絲材在拉、壓兩種狀態(tài)下的耗能和自復(fù)位。

為防止sma合金絲材9滑出受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8，在受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8上均可以設(shè)置用于防止sma合金絲材9滑出的凹槽或擋塊。

進(jìn)一步的，受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8上優(yōu)選分別設(shè)置有用于預(yù)緊sma合金絲材9的第一凸面7-1和第二凸面8-1。

進(jìn)一步的，受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8均為圓柱體，第一凸面7-1和第二凸面8-1均可以設(shè)置在圓柱體圓周的1/4-3/4，且與sma合金絲材9位置對應(yīng)，優(yōu)選設(shè)置在圓柱體的一側(cè)且與sma合金絲材9位置對應(yīng)，當(dāng)然，第一凸面7-1和第二凸面8-1也可以均布設(shè)置在圓柱體小于1/2圓周上，這樣也可以用于調(diào)節(jié)sma合金絲材9的預(yù)緊力，第一凸面7-1和第二凸面8-1優(yōu)選均為鋼板。

優(yōu)選的，如圖1所示，第一長圓孔3和第三長圓孔5的尺寸相同，第二長圓孔4和第四長圓孔6的尺寸相同，尺寸相同，制作簡單，且安裝時好安裝；在第一長圓孔3和第三長圓孔5，第二長圓孔4和第四長圓孔6均對齊時，導(dǎo)棒2靠近第四長圓孔6的一端到底板1-3的距離l大于等于第二長圓孔4的長度，這樣在sma合金絲材自復(fù)位阻尼器受壓時，導(dǎo)棒可以有足夠的空間相對u形卡槽活動。

優(yōu)選的，第一長圓孔3和第二長圓孔4的長度相等。這樣可以使sma合金絲材自復(fù)位阻尼器在受拉或受壓時導(dǎo)棒與u形卡槽的相對滑動的最大距離為第一長圓孔(或第二長圓孔)的長度，發(fā)揮最大的功能。

為提高本發(fā)明的實用性，sma合金絲材9為鎳鈦sma絲材，鎳鈦sma絲材的可恢復(fù)可以高達(dá)6％-8％；導(dǎo)棒2為矩形板，側(cè)板1-1、1-2、底板1-3和導(dǎo)棒2均為鋼板。

為了便于與外部結(jié)構(gòu)主體連接，第一連接件10和第二連接件11均為螺紋桿。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，環(huán)繞在受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8之間的sma合金絲材9的末端通過u型卡扣12固定，當(dāng)然，也可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段實現(xiàn)sma合金絲材的末端固定。

值得注意的是，為降低自重，節(jié)省材料，一對側(cè)板的中部和導(dǎo)棒的中部分別可以設(shè)置第五長圓孔13和第六長圓孔14。

另一方面，本發(fā)明還提供一種上述sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的制作方法，包括：

步驟1：將已開設(shè)好第三長圓孔5和第四長圓孔6的導(dǎo)棒2插入u形卡槽1中，其中，第三長圓孔5與第一長圓3孔的內(nèi)壁對齊，第四長圓孔6和第二長圓孔4的的內(nèi)壁對齊；

步驟2：將受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8分別插入第一長圓孔3和第二長圓孔4內(nèi)；

步驟3：將sma合金絲材9纏繞在受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8上使得受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8分別緊貼在第一長圓孔3和第二長圓孔4的內(nèi)壁上。

進(jìn)一步的，步驟3包括：

步驟31：放置受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8，使得第一凸面7-1和第二凸面8-1均朝向sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的內(nèi)側(cè)，此時受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8的中部(此處未設(shè)置第一凸面和第二凸面)分別貼緊第一長圓孔3和第二長遠(yuǎn)孔4的內(nèi)壁，將sma合金絲材9纏繞在受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8上；

步驟32：旋轉(zhuǎn)受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8，使得第一凸面7-1和第二凸面8-1朝向sma合金絲材自復(fù)位阻尼器的外側(cè)從而調(diào)整sma合金絲材9的預(yù)緊力，此時，受拉運動連接棒7和受壓運動連接棒8在預(yù)緊力的作用下緊貼在第一長圓孔3和第二長圓孔4的內(nèi)壁上。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。