本實(shí)用新型屬于土木工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、抗震、消能減震領(lǐng)域，涉及一種耗能減震裝置，具體是一種SMA自復(fù)位耗能阻尼器。

背景技術(shù)：

建筑物在風(fēng)載作用下會(huì)發(fā)生振動(dòng)，強(qiáng)風(fēng)作用下還會(huì)引起建筑物內(nèi)人員的不舒適感；強(qiáng)震作用下建筑物會(huì)發(fā)生較大的殘余變形，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的繼續(xù)使用；另一方面，強(qiáng)震往往伴隨著不同程度的余震，這對(duì)于在強(qiáng)震下產(chǎn)生殘余變形的建筑物尤為不利。針對(duì)以上問題，研究人員將阻尼裝置加入到結(jié)構(gòu)中去，常見的阻尼裝置類型包括耗能型與復(fù)位型。前者可以利用飽滿的滯回環(huán)耗能減小結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，后者卸載后可以恢復(fù)到其初始狀態(tài)減小結(jié)構(gòu)的殘余變形。

形狀記憶合金材料是一種新型智能材料，具有超彈性性能和形狀記憶效應(yīng)。形狀記憶合金超彈性性能表現(xiàn)為外力作用下材料發(fā)生變形，撤去外力后材料會(huì)回復(fù)到其初始形狀，隨著外力的施加與撤銷，形狀記憶合金參與耗能并形成較飽滿的滯回環(huán)。利用形狀記憶合金超彈性這一優(yōu)越的特性，可以將耗能型阻尼裝置與復(fù)位型阻尼裝置的功能合二為一，在風(fēng)荷載和地震荷載作用下減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)，荷載過后其自復(fù)位性能又能減小結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的殘余變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種SMA自復(fù)位耗能阻尼器，該裝置具有良好的耗能減振性能與自復(fù)位功能，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于拼裝，安全可靠，易于安裝。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種SMA自復(fù)位耗能阻尼器，包括傳力構(gòu)件、耗能自復(fù)位構(gòu)件和構(gòu)造件，所述傳力構(gòu)件包括外筒段一(1)、外筒段二(2)、外筒段三(3)、外筒段四(4)、外筒段五(5)、拉壓桿段一(6)、拉壓桿段二(7)、拉壓桿段三(8)、拉壓桿段四(9)、端板二(11)、中間板一(12)和中間板二(13)；

所述耗能自復(fù)位構(gòu)件包括超彈性SMA絲(14)；

所述構(gòu)造件包括端板一(10)、限位條一(15)、限位條二(16)、連接頭一(17)和連接頭二(18)；

所述外筒段一(1)、外筒段二(2)、外筒段三(3)、外筒段四(4)和外筒段五(5)均為中空?qǐng)A筒，且所述外筒段一(1)、外筒段三(3)和外筒段五(5)開設(shè)有內(nèi)螺紋，所述外筒段二(2)和外筒段四(4)開設(shè)有外螺紋，所述外筒段一(1)、外筒段三(3)和外筒段五(5)的內(nèi)徑均相等，所述外筒段一(1)、外筒段三(3)和外筒段五(5)的外徑均相等；所述外筒段二(2)和外筒段四(4)的內(nèi)徑均相等，所述外筒段二(2)和外筒段四(4)的外徑均相等；所述外筒段一(1)、外筒段三(3)和外筒段五(5)的內(nèi)徑小于外筒段二(2)和外筒段四(4)的外徑，所述外筒段一(1)、外筒段三(3)和外筒段五(5)的內(nèi)徑大于外筒段二(2)和外筒段四(4)的內(nèi)徑，所述外筒段一(1)、外筒段三(3)和外筒段五(5)的外徑大于外筒段二(2)和外筒段四(4)的外徑；所述外筒段一(1)、外筒段二(2)、外筒段三(3)、外筒段四(4)和外筒段五(5)通過內(nèi)螺紋和外螺紋依次連接形成整體圓筒；

所述拉壓桿段一(6)、拉壓桿段二(7)和拉壓桿段三(8)均為中空?qǐng)A筒，所述拉壓桿段一(6)和拉壓桿段三(8)開設(shè)有外螺紋，所述拉壓桿段二(7)開設(shè)有內(nèi)螺紋，所述拉壓桿段一(6)和拉壓桿段三(8)的內(nèi)徑相等，且所述拉壓桿段一(6)和拉壓桿段三(8)的外徑相等；所述拉壓桿段二(7)的內(nèi)徑小于拉壓桿段一(6)和拉壓桿段三(8)的外徑，拉壓桿段二(7)的內(nèi)徑大于拉壓桿段一(6)和拉壓桿段三(8)的內(nèi)徑，拉壓桿段二(7)的外徑大于拉壓桿段一(6)和拉壓桿段三(8)的外徑，且所述拉壓桿段二(7)的外徑小于外筒段二(2)和外筒段四(4)的內(nèi)徑；所述拉壓桿段一(6)、拉壓桿段二(7)和拉壓桿段三(8)通過內(nèi)螺紋和外螺紋依次連接形成整體拉壓桿，所述整體拉壓桿置于整體圓筒內(nèi)，且所述整體拉壓桿的中心軸與整體圓筒的中心軸在同一條直線上；

所述中間板一(12)為圓環(huán)板，所述中間板一(12)的外徑小于外筒段一(1)的內(nèi)徑，且所述中間板一(12)的外徑大于外筒段二(2)的內(nèi)徑，所述中間板一(12)的內(nèi)徑大于拉壓桿段一(6)的外徑，且所述中間板一(12)的內(nèi)徑小于拉壓桿段二(7)的外徑，所述中間板一(12)套在拉壓桿段一(6)上；

所述限位條一(15)為圓環(huán)，所述限位條一(15)的外徑等于外筒段二(2)的外徑，所述限位條一(15)的內(nèi)徑等于外筒段二(2)的內(nèi)徑；

所述端板一(10)為圓環(huán)板，所述端板一(10)的外徑等于外筒段二(2)的外徑，所述端板一(10)的內(nèi)徑大于拉壓桿段一(6)的外徑，且所述端板一(10)的內(nèi)徑小于拉壓桿段二(7)的外徑，所述端板一(10)與限位條一(15)為一個(gè)整體，所述端板一(10)與限位條一(15)的中心在同一條直線上，所述端板一(10)與限位條一(15)套在拉壓桿段一(6)上，所述端板一(10)與限位條一(15)均開設(shè)有外螺紋，端板一(10)與限位條一(15)通過螺紋與外筒段一(1)上遠(yuǎn)離外筒段二(2)的端部連接，且所述端板一(10)位于整體圓筒的最外側(cè)；

所述中間板二(13)為圓環(huán)板，所述中間板二(13)的外徑小于外筒段五(5)的內(nèi)徑，且所述中間板二(13)的外徑大于外筒段四(4)的內(nèi)徑，所述中間板二(13)設(shè)置在整體圓筒內(nèi)遠(yuǎn)離中間板一(12)的一端，且所述中間板二(13)位于外筒段四(4)的端部；

所述限位條二(16)為圓環(huán)，所述限位條二(16)的外徑等于外筒段四(4)的外徑，所述限位條二(16)的內(nèi)徑等于外筒段四(4)的內(nèi)徑；

所述端板二(11)為圓環(huán)板，所述端板二(11)的外徑等于外筒段四(4)的外徑，所述端板二(11)的內(nèi)徑等于拉壓桿段四(9)的外徑，所述端板二(11)與限位條二(16)為一個(gè)整體，所述端板二(11)與限位條二(16)的中心在同一條直線上，且所述端板二(11)與限位條二(16)均開設(shè)外螺紋，端板二(11)與限位條二(16)通過螺紋與外筒段五(5)上遠(yuǎn)離外筒段四(4)的端部連接，且所述端板二(11)位于整體圓筒的最外側(cè)，所述拉壓桿段四(9)為圓鋼管，所述拉壓桿段四(9)固定于端板二(11)的內(nèi)環(huán)中；

中間板一(12)和中間板二(13)上均開設(shè)有繞線口(50)，所述超彈性SMA絲(14)通過繞線口(50)纏繞在中間板一(12)和中間板二(13)之間。

進(jìn)一步的，所述連接頭一(17)與拉壓桿段四(9)上遠(yuǎn)離整體圓筒的端部固定連接，所述連接頭二(18)與拉壓桿段一(6)上遠(yuǎn)離整體圓筒的端部固定連接。

進(jìn)一步的，所述拉壓桿段三(8)遠(yuǎn)離拉壓桿段二(7)的端部開設(shè)有凹槽(20)。

進(jìn)一步的，中間板二(13)上的通孔(19)的直徑等于拉壓桿段三(8)的內(nèi)徑，且所述通孔(19)的直徑大于凹槽(20)的高度，所述通孔(19)與凹槽(20)的中心軸在同一條直線上。

本實(shí)用新型的有益效果為：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將耗能型阻尼裝置的耗能性能與復(fù)位型阻尼裝置的復(fù)位性能合二為一組成一種新型SMA自復(fù)位耗能阻尼器，同時(shí)具有良好的耗能減振性能與自復(fù)位功能，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于拼裝，安全可靠，易于安裝。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型SMA自復(fù)位耗能阻尼器的縱剖面構(gòu)造示意圖；

圖2是圖1中外筒段一左視示意圖或外筒段五右視示意圖及A-A處剖面示意圖；

圖3是圖1中外筒段二左視示意圖或外筒段四右視示意圖及B-B處剖面示意圖；

圖4是圖1中外筒段三的左視示意圖及C-C處剖面示意圖；

圖5是圖1中拉壓桿段一及連接頭二的整體左視示意圖及D-D處剖面示意圖；

圖6是圖1中拉壓桿段二的左視示意圖及E-E處剖面示意圖；

圖7是圖1中拉壓桿段三的左視示意圖及F-F處剖面示意圖；

圖8是圖1中中間板一的左視示意圖及G-G處剖面示意圖；

圖9是圖1中中間板二的左視示意圖及H-H處剖面示意圖；

圖10是圖1中端板一、限位條一的組合整體左視示意圖及I-I處剖面示意圖；

圖11是圖1中端板二、限位條二的組合整體左視示意圖及J-J處剖面示意圖；

圖12是圖1中拉壓桿段四與連接頭一的整體左視示意圖及K-K處剖面示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1-外筒段一、2-外筒段二、3-外筒段三、4-外筒段四、5-外筒段五、6-拉壓桿段一、7-拉壓桿段二、8-拉壓桿段三、9-拉壓桿段四、10-端板一、11-端板二、12-中間板一、13-中間板二、14-超彈性SMA絲、15-限位條一、16-限位條二、17-連接頭一、18-連接頭二、19-通孔、20-凹槽、50-繞線口。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1至圖12所示，一種SMA自復(fù)位耗能阻尼器，包括傳力構(gòu)件、耗能自復(fù)位構(gòu)件和構(gòu)造件。傳力構(gòu)件包括外筒段一1、外筒段二2、外筒段三3、外筒段四4、外筒段五5、拉壓桿段一6、拉壓桿段二7、拉壓桿段三8、拉壓桿段四9、端板二11、中間板一12和中間板二13。

耗能自復(fù)位構(gòu)件包括超彈性SMA絲14。

構(gòu)造件包括端板一10、限位條一15、限位條二16、連接頭一17和連接頭二18。

外筒段一1、外筒段二2、外筒段三3、外筒段四4和外筒段五5均為中空?qǐng)A筒，且外筒段一1、外筒段三3和外筒段五5的筒口兩端均開設(shè)有內(nèi)螺紋，外筒段二2和外筒段四4的筒口兩端均開設(shè)有外螺紋。外筒段一1、外筒段三3和外筒段五5的內(nèi)徑均相等，外筒段一1、外筒段三3和外筒段五5的外徑均相等。外筒段二2和外筒段四4的內(nèi)徑均相等，外筒段二2和外筒段四4的外徑均相等。由于內(nèi)螺紋與外螺紋的開設(shè)，外筒段一1、外筒段三3和外筒段五5的內(nèi)徑稍小于外筒段二2和外筒段四4的外徑，外筒段一1、外筒段三3和外筒段五5的內(nèi)徑大于外筒段二2和外筒段四4的內(nèi)徑，外筒段一1、外筒段三3和外筒段五5的外徑大于外筒段二2和外筒段四4的外徑。外筒段一1、外筒段二2、外筒段三3、外筒段四4和外筒段五5通過內(nèi)螺紋和外螺紋依次連接形成整體圓筒。外筒段一1、外筒段二2、外筒段三3、外筒段四4和外筒段五5可由圓鋼管切割而成。

拉壓桿段一6、拉壓桿段二7和拉壓桿段三8均為中空?qǐng)A筒，拉壓桿段一6、拉壓桿段二7和拉壓桿段三8通過內(nèi)螺紋和外螺紋依次連接形成整體拉壓桿。拉壓桿段二7的兩端均開設(shè)有內(nèi)螺紋，拉壓桿段一6、拉壓桿段三8與拉壓桿段二7相連接的端部均開設(shè)外螺紋。拉壓桿段一6和拉壓桿段三8的內(nèi)徑相等，且拉壓桿段一6和拉壓桿段三8的外徑相等。由于內(nèi)螺紋與外螺紋的開設(shè)，拉壓桿段二7的內(nèi)徑稍小于拉壓桿段一6和拉壓桿段三8的外徑，拉壓桿段二7的內(nèi)徑大于拉壓桿段一6和拉壓桿段三8的內(nèi)徑，拉壓桿段二7的外徑大于拉壓桿段一6和拉壓桿段三8的外徑，且拉壓桿段二7的外徑小于外筒段二2和外筒段四4的內(nèi)徑。整體拉壓桿置于整體圓筒內(nèi)，拉壓桿段三8不超出外筒段四4，拉壓桿段一6部分伸出外筒段一1，整體拉壓桿的中心軸與整體圓筒的中心軸在同一條直線上。拉壓桿段一6、拉壓桿段二7、拉壓桿段三8、拉壓桿段四9由圓鋼管切割而成。

中間板一12為圓環(huán)板，中間板一12的外徑小于外筒段一1的內(nèi)徑，且中間板一12的外徑大于外筒段二2的內(nèi)徑，中間板一12的內(nèi)徑大于拉壓桿段一6的外徑，中間板一12的內(nèi)徑小于拉壓桿段二7的外徑，中間板一12套在拉壓桿段一6上。中間板一12與外筒段二2、拉壓桿段二7之間無間隙，且中間板一12與拉壓桿段一6、外筒段一1之間均存在間隙。

限位條一15為圓環(huán)，限位條一15的外徑等于外筒段二2的外徑，限位條一15的內(nèi)徑等于外筒段二2的內(nèi)徑。

端板一10為圓環(huán)板，端板一10的外徑等于外筒段二2的外徑，端板一10的內(nèi)徑大于拉壓桿段一6的外徑，且端板一10的內(nèi)徑小于拉壓桿段二7的外徑。端板一10與限位條一15由鋼塊銑削加工成一整體，端板一10和限位條一15套拉壓桿段一6上。端板一10與限位條一15上均開設(shè)有外螺紋，端板一10與限位條一15通過螺紋與外筒段一1上遠(yuǎn)離外筒段二2的端部連接，即整體圓筒的一端端口，端板一10位于整體圓筒的最外側(cè)。端板一10與拉壓桿段一6之間存在間隙。

中間板二13為圓環(huán)板，中間板二13的外徑小于外筒段五5的內(nèi)徑，且中間板二13的外徑大于外筒段四4的內(nèi)徑，中間板二13設(shè)置在整體圓筒內(nèi)遠(yuǎn)離中間板一12的一端，且中間板二13位于外筒段四4的端部。拉壓桿段三8遠(yuǎn)離拉壓桿段二7的端部開設(shè)有凹槽20，中間板二13中心處的通孔19的直徑等于拉壓桿段三8的內(nèi)徑，且通孔19的直徑大于凹槽20的直徑，通孔19與凹槽20的中心軸在同一條直線上。在裝配時(shí)，可通過通孔19與凹槽20旋轉(zhuǎn)拉壓桿段三8調(diào)整SMA絲的預(yù)緊力。中間板二13與拉壓桿段三8、外筒段四4之間無間隙，且中間板二13與外筒段五5之間存在間隙。

限位條二16為圓環(huán)，限位條二16的外徑等于外筒段四4的外徑，限位條二16的內(nèi)徑等于外筒段四4的內(nèi)徑。

端板二11為圓環(huán)板，端板二11的外徑等于外筒段四4的外徑，端板二11的內(nèi)徑等于拉壓桿段四9的外徑，端板二11與限位條二16由鋼塊銑削加工成一整體，且端板二11與限位條二16均開設(shè)有外螺紋，端板二11與限位條二16通過螺紋與外筒段五5上遠(yuǎn)離外筒段四4的端部連接，即整體圓筒的另一端端口，端板二11位于整體圓筒的最外側(cè)。拉壓桿段四9焊接于端板二11的內(nèi)環(huán)中。

中間板一12和中間板二13上均開設(shè)有繞線口50，超彈性SMA絲14通過繞線口50纏繞在中間板一12和中間板二13之間。

連接頭一17焊接在拉壓桿段四9上遠(yuǎn)離整體圓筒的端部，連接頭二18焊接在拉壓桿段一6上遠(yuǎn)離整體圓筒的端部。

本裝置在受拉壓的過程中超彈性SMA絲14會(huì)被拉長，為了限制超彈性SMA絲14的伸長量而設(shè)定了限位條一15和限位條二16，主要是防止超彈性SMA絲14被拉斷。

下面闡述應(yīng)用本實(shí)用新型的具體方法步驟：

本實(shí)用新型在裝配時(shí)，將外筒段一1、外筒段二2、外筒段三3、外筒段四4和外筒段五5通過螺紋進(jìn)行連接形成一個(gè)整體圓筒，將拉壓桿段一6、拉壓桿段二7和拉壓桿段三8通過螺紋進(jìn)行連接。將中間板一12穿過拉壓桿段一6，將拉壓桿段一6、拉壓桿段二7和拉壓桿段三8穿過整體圓筒，并且中間板一12貼近外筒段二2和拉壓桿段二7的端部。將中間板二13置入外筒段五5內(nèi)并貼近外筒段四4。將超彈性SMA絲穿過中間板一12和中間板二13的繞線口50進(jìn)行纏繞形成SMA絲束并且固定。

端板一10和限位條一15由鋼塊銑削加工成一整體，且端板一10和限位條一15加工成的整體與外筒段一1通過螺紋連接，封蓋在整體圓筒的端口。連接頭二18焊接在拉壓桿段一6伸出外筒段一1的端部。端板二11和限位條二16由鋼塊銑削加工成一整體，且端板二11和限位條二16加工成的整體與外筒段五5通過螺紋連接，封蓋在整體圓筒的另一個(gè)端口。拉壓桿段四9焊接在端板二11上，且連接頭一17焊接在拉壓桿段四9上遠(yuǎn)離外筒段五5的端部。

通過調(diào)整外筒段二2、外筒段三3和外筒段四4之間螺紋的旋合長度以及拉壓桿段二7和拉壓桿段三8之間螺紋的旋合長度來調(diào)整SMA絲束的預(yù)緊力，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)，完成整個(gè)裝配過程。

參照?qǐng)D1，固定連接頭一17，當(dāng)連接頭二18受到拉力時(shí)，連接頭二18帶動(dòng)拉壓桿段一6向左移動(dòng)，從而拉壓桿段一6、拉壓桿段二7和拉壓桿段三8構(gòu)成的整體拉壓桿受到向左的拉力。當(dāng)整體拉壓桿開始向左移動(dòng)時(shí)，整體拉壓桿推動(dòng)中間板一12向左移動(dòng)，由于超彈性SMA絲14連接在中間板一12和中間板二13上，當(dāng)中間板一12向左移動(dòng)時(shí)，超彈性SMA絲14受到中間板一12的拉力，中間板二13受到超彈性SMA絲14的拉力，而中間板二13受到外筒段四4的限制不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則中間板一12繼續(xù)向左移動(dòng)進(jìn)一步拉伸超彈性SMA絲14。直到中間板一12抵達(dá)限位條15時(shí)，中間板一12不再移動(dòng)。解除連接頭二18受到的拉力，超彈性SMA絲14進(jìn)行復(fù)位，超彈性SMA絲14復(fù)位產(chǎn)生的力帶動(dòng)中間板一12回到初始位置。

固定連接頭一17，當(dāng)連接頭二18受到壓力時(shí)，連接頭二18帶動(dòng)拉壓桿段一6向右移動(dòng)，從而拉壓桿段一6、拉壓桿段二7和拉壓桿段三8構(gòu)成的整體拉壓桿受到向右的壓力。當(dāng)整體拉壓桿向右移動(dòng)時(shí)，整體拉壓桿推動(dòng)中間板二13向右移動(dòng)，由于超彈性SMA絲14連接在中間板一12和中間板二13上，當(dāng)中間板二13向右移動(dòng)時(shí)，超彈性SMA絲14受到中間板二13的拉力，中間板一12受到超彈性SMA絲14的拉力，而中間板一12受到外筒段二2的限制不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則中間板二13繼續(xù)向右移動(dòng)進(jìn)一步拉伸超彈性SMA絲14。直到中間板二13抵達(dá)限位條16時(shí)，中間板二13不再移動(dòng)。解除連接頭二18受到的壓力，超彈性SMA絲14進(jìn)行復(fù)位，超彈性SMA絲14復(fù)位產(chǎn)生的力帶動(dòng)中間板二13回到初始位置。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。