半主动压电摩擦阻尼器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种半主动压电摩擦阻尼器装置。属于土木工程结构(包括高层建筑、高耸结构和桥梁结构等)消能减震技术领域。
【背景技术】
[0002]我国是一个地震频发的国家，突然的地震作用会给土木工程结构造成严重的破坏，如何有效地减少结构或者构筑物在地震作用下的反应一直是结构工程师所要面临的问题。现有的抗震设计规范旨在确保地震作用之后没有灾难性结构破坏和生命损失，即使地震过后结构需要拆除，只要结构在地震过程中不会坍塌，就认为结构设计是成功的。然而在新的社会经济标准和生活条件下，人们迫切的需要一些重要的建筑结构物在地震之后也能有很好的使用性能，如医院，公安局，交易中心，桥梁等等。如今，既要减少结构物又要减少非结构物在地震作用下的破坏已经是地震工程学的主要目标。
[0003]多年以来摩擦力成功的被用来消减移动机械，车辆，飞机和结构的运动能量。由于其简单，稳定和低成本的优点使得它胜过其他阻尼器，然而在接触表面的摩擦特性和摩擦力方面还有一些潜在的缺点，摩擦阻尼器的一个重要的缺点就是其摩擦力水平的选择和消能减震效果严重依赖于地面运动的强度，如果摩擦力比较高，那么地面运动下阻尼器只有在强脉冲下才能起作用。然而对于小的地面运动强度下只能提高结构的刚度。相反如果摩擦力比较低就会导致快速的滑动，能量消减就比较少。
【实用新型内容】
[0004]为了克服上述摩擦阻尼器的缺点，本文的目的在于提出一种半主动压电摩擦阻尼器装置，其设计理念就是保持摩擦阻尼器在不同的地面运动强度下仍然具有很强的能量消散能力。该新型压电摩擦阻尼器装置可以根据不同的地面运动强度和结构的反应来实时的调整压电陶瓷促动器的电压进而调整滑动摩擦力的大小，使其具有适应不同地面运动的能力。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案:
[0006]本实用新型提出的一种半主动压电摩擦阻尼器装置，由两个可滑动长板1、三个固定短板2和夹紧固定系统3组成，其中:三个固定短板2并排放置，相邻的两个固定短板2之间设置可滑动长板1，固定短板2中部为接触区域，固定短板2通过所述接触区域将两个可滑动长板1夹紧，每个可滑动长板1两端各开有第一螺孔；固定短板2两端各开有第二螺孔，可通过螺栓将其固定到压电摩擦阻尼器上；固定短板2中部的接触区域表面固定有接触表面材料，每个固定短板2中间部分还设有夹紧固定系统3。所述夹紧固定系统3由四个压电陶瓷促动器4、受压板5、薄钢板6和反应块7组成，所述受压板5和薄钢板6的截面面积相同，薄钢板
6、受压板5和反应块7自上而下排列，受压板5、薄钢板6和反应块7之间通过四个螺栓连接，所述四个螺栓分别通过四个压电陶瓷促动器4控制，所述四个压电陶瓷促动器4分别固定在受压板5和薄钢板6之间，薄钢板6与位于夹紧固定系统3上的四个螺栓上的螺母下表面相接触;受压板5的下表面设有第一个固定短板2，下面依次是第一个可滑动长板1，第二个固定短板2，第二个可滑动长板1，最后反应块7的上表面设有第三个固定短板2。
[0007]本实用新型中，两个可滑动长板1通过两端设有的第一螺孔连接到主体结构钢支撑或者钢梁上，使得主体结构作用可以通过螺栓传到可滑动长板1上。
[0008]本实用新型中，接触表面材料为Duplex双向无应变钢和刹车摩擦垫材料。
[0009]本实用新型中，两个可滑动长板1在三个固定短板2之间的接触区域能上下滑动。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的优点就是:
[0011]1.本实用新型能通过不同的地面运动强度来调节压电陶瓷促动器的电压进而调节接触面的滑动摩擦力大小，使其能适应不同的地面运动强度，并且使得结构的消能减震效果达到最优化，对结构物和构筑物起到很好的保护作用。
[0012]2.本实用新型构造形式简单，稳定性好，耗能能力强，具有较好的减震效果。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型压电摩擦阻尼器装置中各机构相互关系俯视图；
[0014]图2为本实用新型压电摩擦阻尼器装置中可滑动长板和固定短板位置关系侧视图；
[0015]图3为本实用新型压电摩擦阻尼器装置中可滑动长板的构造示意图；
[0016]图4为本实用新型压电摩擦阻尼器装置中固定短板的构造示意图；
[0017]图5为本实用新型压电摩擦阻尼器装置中夹紧固定系统正立面构造细节；
[0018]图中标号:1可滑动长板、2固定短板、3夹紧固定系统、4压电陶瓷促动器、5受压板、6薄钢板、7反应块。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0020]实施例1:如图1，2，3，4和图5所示，为本实用新型的一种新型半主动压电陶瓷摩擦阻尼器装置实施例；其主要包括可滑动长板1、固定短板2、夹紧固定系统3;其中可滑动长板1长920mm，宽160mm.固定短板2长465mm，宽240mm;如附图1，2所示，三个固定短板2并排放置，相邻的两个固定短板2之间设置可滑动长板1，固定短板2中部为接触区域，固定短板2通过所述接触区域将两个可滑动长板1夹紧。可滑动长板1两端各开有第一螺孔，可以通过螺栓连接到旁边的钢支撑或者钢梁上，固定短板2两端各开有第二螺孔，可以将其固定到该压电摩擦阻尼器上；固定短板2中部为摩擦接触区域，接触表面固定有接触材料，为一种刹车摩擦垫材料和Duplex双向无应变钢;固定短板2中间部分还有一个夹紧固定系统3，如附图5所述，加紧固定系统3包括压电陶瓷促动器4、受压板5、薄钢板6和反应块7。所述受压板5和薄钢板6的截面面积相同，薄钢板6、受压板5和反应块7自上而下排列，受压板5、薄钢板6和反应块7之间通过四个螺栓连接，所述四个螺栓分别通过四个压电陶瓷促动器4控制，所述四个压电陶瓷促动器4分别固定在受压板5和薄钢板6之间，薄钢板6与位于夹紧固定系统3上的四个螺栓上的螺母下表面相接触;受压板5的下表面设有第一个固定短板2，下面依次是第一个可滑动长板1，第二个固定短板2，第二个可滑动长板1，最后反应块7的上表面设有第三个固定短板2。[0021 ]实施时首先根据检测的地面运动强度情况来确定阻尼板的最大最小滑动摩擦力，然后确定压电陶瓷促动器4的电压，使得压电陶瓷促动器4向受压板5产生预紧力并传到可滑动长板1和固定短板2的接触表面，这样外力通过可滑动长板螺栓传到可滑动长板1上使其在固定短板2之间上下滑动，进而产生滑动摩擦力，达到消能减震的目的。该原理简单，加工方便，性能稳定，具有很强的耗能能力，因而具有很广阔的应用前景。
【主权项】
1.一种半主动压电摩擦阻尼器装置，由两个可滑动长板(1)、三个固定短板(2)和夹紧固定系统(3)组成，其特征在于三个固定短板(2)并排放置，相邻的两个固定短板(2)之间设置可滑动长板(1)，固定短板(2)中部为接触区域，固定短板(2)通过所述接触区域将两个可滑动长板(1)夹紧，每个可滑动长板(1)两端各开有第一螺孔;固定短板(2)两端各开有第二螺孔，可通过螺栓将其固定到压电摩擦阻尼器上；固定短板(2)中部的接触区域表面固定有接触表面材料，每个固定短板(2)中间部分还设有夹紧固定系统(3);所述夹紧固定系统(3)由四个压电陶瓷促动器(4)、受压板(5)、薄钢板(6)和反应块(7)组成，所述受压板(5)和薄钢板(6)的截面面积相同，薄钢板(6)，受压板(5)和反应块(7)自上而下排列，受压板(5)、薄钢板(6)和反应块(7)之间通过四个螺栓连接;所述四个螺栓分别通过四个压电陶瓷促动器(4)控制，所述四个压电陶瓷促动器(4)分别固定在受压板(5)和薄钢板(6)之间，薄钢板(6)与位于夹紧固定系统(3)上的四个螺栓上的螺母下表面相接触;受压板(5)的下表面设有第一个固定短板(2)，下面依次是第一个可滑动长板(1)，第二个固定短板(2)，第二个可滑动长板(1)，最后反应块(7)的上表面设有第三个固定短板(2)。2.根据权利要求1所述半主动压电摩擦阻尼器装置，其特征在于:两个可滑动长板(1)通过两端设有的第一螺孔连接到主体结构钢支撑或者钢梁上，使得主体结构作用可以通过螺栓传到可滑动长板(1)上。3.根据权利要求1所述半主动压电摩擦阻尼器装置，其特征在于:接触表面材料为Duplex双向无应变钢和刹车摩擦垫材料。4.根据权利要求1所述半主动压电摩擦阻尼器装置，其特征在于:两个可滑动长板(1)在三个固定短板(2)之间的接触区域能上下滑动。
【专利摘要】本实用新型涉及一种半主动压电摩擦阻尼器装置，由两个可滑动长板，三个固定短板，夹紧固定系统组成。固定短板中部为夹紧固定系统，夹紧固定系统有四个螺栓，该螺栓由压电陶瓷促动器控制，通过受压板可对固定短板施加一定的压力；摩擦材料固定在固定短板的接触区域上，可滑动长板和固定短板通过一个接触区域连接到一起，外部力作用在可滑动长板上，两个可滑动长板可在三个固定短板中间的接触区域上下滑动，这样就会在可滑动长板和固定短板接触表面产生滑动摩擦力来消散振动能量，达到效能减振的目的。本实用新型加工方便，性能稳定，耗能能力强，又能根据地面运动强度和结构反应实时调整压电陶瓷促动器的电压来改变滑动摩擦力的大小，具有自适应的能力。
【IPC分类】E04B1/98, E01D19/00
【公开号】CN205134602
【申请号】CN201520874685
【发明人】鲁正, 李坤, 张泽楠
【申请人】同济大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月5日