在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器的制造方法
在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，它包括带圆筒旋转臂，环形剪切板，带栓孔的基座，销栓和带圆柱旋转臂。两个带圆筒旋转臂为尺寸相同的两个“U”形件；两个带圆柱旋转臂亦为尺寸相同的“U”形件；2个带栓孔基座均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；两个带圆筒旋转臂的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于1~5个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；两个带圆筒旋转臂的主臂与两个带圆柱旋转臂的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓与两个带栓孔的基座铰接，构成四边形框架；两个带栓孔基座分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套固定连接。
【专利说明】在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属剪切屈服型阻尼器，特别是一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，属于结构振动控制中的被动控制范畴，通过金属的滞回耗能，减小振动给建筑、桥梁、管道系统等带来的损伤。
【背景技术】
[0002]随着技术手段的日益成熟，消能减震技术在工程中得到了越来越多的应用。而作为生命线工程的组成部分，管道系统的重要性使得它的减振技术受到越来越多的重视。各类振动控制系统都有为管道特别提供的减振方案，而本实用新型设计了一种放置式旋转剪切板阻尼器，通过其构造措施及不同的安装方法，能够更加方便的为管道系统提供地震保护方案，也可以帮助各类工程的管道系统减少机械振动，提供完善的减振方案。剪切板阻尼器是金属阻尼器的一种，利用金属的剪切屈服耗散地震能量。但是传统剪切板阻尼器，由于应力分布不均匀，难以预测其破坏形态，并且应力集中等现象也制约了其良好延性性能的发挥。由于钢板屈曲使得滞回曲线产生捏缩现象，制约了阻尼器的耗能能力，也使得阻尼器的滞回模型更加复杂。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服传统剪切板阻尼器应力场复杂，低屈服点钢材的延性性能不能得到充分利用这一缺点，并为了缓解捏缩现象，提供一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，能够改进阻尼器的受力力场分布，从而使得阻尼器获得更好的延性性能，同时由于应力场相对简单，其力学行为也具有可预测性。并且其安装方式更为灵活，可以适应更多场合的方便安装。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的构思是:设计一种新型阻尼器一放置式旋转剪切板阻尼器。如图1所示阻尼器主要由六部分构成:主旋转臂(1)，环形剪切板(2)，带栓孔的基座(3)，销栓(4)，带圆柱体的旋转臂(5)，管套(6)。其中环形剪切板(2)嵌在主旋转臂(I)上，其安装如图4所示。主旋转臂(I)与环形剪切板(2)的内环采用弧形焊接连接，再将带圆柱体的旋转臂(5)的圆柱内腔与环形剪切板(2)的外环焊接，组成带环形剪切板(2)的双肢旋转臂。将两个焊接有环形剪切板(2)的双肢旋转臂用销栓(4)连接，并将带栓孔的基座通过销栓(4)连接在其外侧，其安装如图3所示。旋转臂两臂发生旋转时，带动中间的环形剪切板(4)发生纯剪切变形。设计使得除环形剪切板(2)外其他部件能够保持弹性，而作为阻尼器工作段的剪切板在变形过程中产生塑性变形从而消耗地震能量。由于阻尼器的边界条件为完全对称，因此能够获得更为均匀的应力场分布，剪切板更为均匀的进入屈服，从而充分发挥低屈服的高延性优势，更好地发挥耗能的作用。此外，由于新阻尼器采用旋转的形式因此，可以设计出与以往阻尼器不一样的安装方式，安装灵活且美观。
[0005]根据上述实用新型构思，本实用新型的技术方案如下:一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，包括两个带圆筒旋转臂，2?10个环形剪切板，2个带栓孔的基座，2个销栓和2个带圆柱旋转臂。其特征在于:所述两个带圆筒旋转臂为尺寸相同的两个“U”形件，由两个主臂的一端通过一个圆筒固连构成，主臂的另一端有腰形穿孔；所述两个带圆柱旋转臂亦为尺寸相同的“U”形件，由两个辅臂的一端通过一个圆柱固连构成，辅臂的另一端有腰形穿孔；所述2个带栓孔基座均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；所述两个带圆筒旋转臂的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于I飞个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；所述两个带圆筒旋转臂的主臂与两个带圆柱旋转臂的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓与两个带栓孔的基座铰接，构成四边形框架；所述两个带栓孔基座分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套固定连接。
[0006]本实用新型的与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和技术进步:
[0007]1、为管道系统提供地震保护方案及减振方案，旋转剪切板阻尼器能够通过滞回耗能充分吸收振动能量；
[0008]2、通过旋转剪切的方式使得工作段的环形板受剪切作用，这种受力方式可以实现更灵活与方便的安装方式，缓减管道由于外部激励产生振动造成损害。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的安装方式的示意图
[0010]图2是本实用新型的正面二维不意图
[0011]图3是本实用新型的侧面三维示意图
[0012]图4是本实用新型的环形剪切板安装示意图
[0013]图5是带圆柱旋转臂的结构示意图
[0014]图6是环形剪切板的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)
[0015]图7是带检孔基座的的结构不意图(其中图(a)为王视图，图(b)为左视图)
[0016]图8是销栓的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)
[0017]图9是带圆筒旋转臂的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)
[0018]图10是管套的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型的优选实施例结合【专利附图】
【附图说明】如下:
[0020]实施例一:
[0021]参见图1到图10，本在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，包括两个带圆筒旋转臂(I)，2^10个环形剪切板(2)，2个带栓孔的基座(3，2个销栓(4)和2个带圆柱旋转臂
(5)。其特征在于:所述两个带圆筒旋转臂(I)为尺寸相同的两个“U”形件，由两个主臂的一端通过一个圆筒固连构成，主臂的另一端有腰形穿孔；所述两个带圆柱旋转臂(5)亦为尺寸相同的“U”形件，由两个辅臂的一端通过一个圆柱固连构成，辅臂的另一端有腰形穿孔；所述2个带栓孔基座(3) 均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；所述两个带圆筒旋转臂(I)的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂(5)的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于I飞个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；所述两个带圆筒旋转臂(I)的主臂与两个带圆柱旋转臂(5)的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓(4)与两个带栓孔基座(3)铰接，构成四边形框架；所述两个带栓孔基座(3)分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套出)固定连接。
[0022]实施例二:
[0023]在本实例中，一种旋转剪切阻尼主要由六部分构成:带圆筒旋转臂(I)，环形剪切板(2)，带栓孔基座(3)，销栓(4)，带圆柱旋转臂(5)，管套(6)。图1为其安装图，图2为其正面三维视图，图3为其侧面三维视图，图4为环形剪切板安装示意图，图5到图10为其组成部分的拆分图示。旋转剪切板阻尼器通过带栓孔基座(3)以及管套(6)与管道连接。在本实例中，下端基座(3)与底座通过高强螺栓连接；上端基座(3)与管套(6)通过高强度螺栓相连；两带圆筒旋转臂(I)通过销栓(4)连接。
[0024]当由于机械振动或地震作用管道产生竖向振动时，基座(3)带动带圆筒旋转臂(O发生旋转；由于环形剪切板(2)的内环和外环分别与带圆筒旋转臂(I)及带圆柱旋转臂(5)焊接在一起，因此两旋转臂的旋转会带动环形剪切板(2)产生纯剪切的应力场。在管道的振动作用下，由于往回的竖向位移带动环形剪切板发生塑性变形消耗地震能力。
[0025]实施实例三:
[0026]本实例与实例一基本相同，但是具有以下特点:
[0027]圆环型剪切板(2)采用不等厚度板的设计，例如采用抛物线形状，与旋转臂中内筒连接的部位较厚，与旋转臂中外筒连接的部位较薄，从而能够在发生旋转剪切时，整个环形剪切板更加均匀的进入屈服状态，更好的发挥延性。
[0028]实施实例四:
[0029]本实例与实例一基本相同，但是具有以下特点:
[0030]环形剪切板(2)采用较低强度钢材，而其他部分采用较高强度的钢材。从而使得在环形剪切板(2)发生塑性变形时，其他部分还是处于弹性状态更易于实现。当需要提高其耗能效率时，可增加代圆筒旋转臂(I)中环形剪切板(2)的数量，从而达到更好的效果。
[0031]上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型旋转剪切阻尼器的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，包括两个带圆筒旋转臂，2?10个环形剪切板，2个带栓孔的基座，2个销栓和2个带圆柱旋转臂，其特征在于:所述两个带圆筒旋转臂(I)为尺寸相同的两个“U”形件，由两个主臂的一端通过一个圆筒固连构成，主臂的另一端有腰形穿孔；所述两个带圆柱旋转臂(5)亦为尺寸相同的“U”形件，由两个辅臂的一端通过一个圆柱固连构成，辅臂的另一端有腰形穿孔；所述2个带栓孔基座(3)均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；所述两个带圆筒旋转臂(I)的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂(5)的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于广5个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；所述两个带圆筒旋转臂(I)的主臂与两个带圆柱旋转臂(5)的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓(4)与两个带栓孔基座(3)铰接，构成四边形框架；所述两个带栓孔基座(3)分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套(6)固定连接。
2.根据权利要求1所述的在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，其特征在于:所述环形剪切板(2)为等厚度或者不等厚度，其中不等厚度的环形剪切板的制作为沿径向的厚度呈线性或者抛物线变化。
【文档编号】F16L55/05GK203594909SQ201320800880
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】郭城志, 姚文娟, 尹文汉, 李涛, 赵文宣 申请人:上海大学
【专利摘要】本实用新型涉及一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，它包括带圆筒旋转臂，环形剪切板，带栓孔的基座，销栓和带圆柱旋转臂。两个带圆筒旋转臂为尺寸相同的两个“U”形件；两个带圆柱旋转臂亦为尺寸相同的“U”形件；2个带栓孔基座均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；两个带圆筒旋转臂的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于1~5个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；两个带圆筒旋转臂的主臂与两个带圆柱旋转臂的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓与两个带栓孔的基座铰接，构成四边形框架；两个带栓孔基座分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套固定连接。
【专利说明】在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属剪切屈服型阻尼器，特别是一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，属于结构振动控制中的被动控制范畴，通过金属的滞回耗能，减小振动给建筑、桥梁、管道系统等带来的损伤。
【背景技术】
[0002]随着技术手段的日益成熟，消能减震技术在工程中得到了越来越多的应用。而作为生命线工程的组成部分，管道系统的重要性使得它的减振技术受到越来越多的重视。各类振动控制系统都有为管道特别提供的减振方案，而本实用新型设计了一种放置式旋转剪切板阻尼器，通过其构造措施及不同的安装方法，能够更加方便的为管道系统提供地震保护方案，也可以帮助各类工程的管道系统减少机械振动，提供完善的减振方案。剪切板阻尼器是金属阻尼器的一种，利用金属的剪切屈服耗散地震能量。但是传统剪切板阻尼器，由于应力分布不均匀，难以预测其破坏形态，并且应力集中等现象也制约了其良好延性性能的发挥。由于钢板屈曲使得滞回曲线产生捏缩现象，制约了阻尼器的耗能能力，也使得阻尼器的滞回模型更加复杂。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服传统剪切板阻尼器应力场复杂，低屈服点钢材的延性性能不能得到充分利用这一缺点，并为了缓解捏缩现象，提供一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，能够改进阻尼器的受力力场分布，从而使得阻尼器获得更好的延性性能，同时由于应力场相对简单，其力学行为也具有可预测性。并且其安装方式更为灵活，可以适应更多场合的方便安装。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的构思是:设计一种新型阻尼器一放置式旋转剪切板阻尼器。如图1所示阻尼器主要由六部分构成:主旋转臂(1)，环形剪切板(2)，带栓孔的基座(3)，销栓(4)，带圆柱体的旋转臂(5)，管套(6)。其中环形剪切板(2)嵌在主旋转臂(I)上，其安装如图4所示。主旋转臂(I)与环形剪切板(2)的内环采用弧形焊接连接，再将带圆柱体的旋转臂(5)的圆柱内腔与环形剪切板(2)的外环焊接，组成带环形剪切板(2)的双肢旋转臂。将两个焊接有环形剪切板(2)的双肢旋转臂用销栓(4)连接，并将带栓孔的基座通过销栓(4)连接在其外侧，其安装如图3所示。旋转臂两臂发生旋转时，带动中间的环形剪切板(4)发生纯剪切变形。设计使得除环形剪切板(2)外其他部件能够保持弹性，而作为阻尼器工作段的剪切板在变形过程中产生塑性变形从而消耗地震能量。由于阻尼器的边界条件为完全对称，因此能够获得更为均匀的应力场分布，剪切板更为均匀的进入屈服，从而充分发挥低屈服的高延性优势，更好地发挥耗能的作用。此外，由于新阻尼器采用旋转的形式因此，可以设计出与以往阻尼器不一样的安装方式，安装灵活且美观。
[0005]根据上述实用新型构思，本实用新型的技术方案如下:一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，包括两个带圆筒旋转臂，2?10个环形剪切板，2个带栓孔的基座，2个销栓和2个带圆柱旋转臂。其特征在于:所述两个带圆筒旋转臂为尺寸相同的两个“U”形件，由两个主臂的一端通过一个圆筒固连构成，主臂的另一端有腰形穿孔；所述两个带圆柱旋转臂亦为尺寸相同的“U”形件，由两个辅臂的一端通过一个圆柱固连构成，辅臂的另一端有腰形穿孔；所述2个带栓孔基座均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；所述两个带圆筒旋转臂的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于I飞个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；所述两个带圆筒旋转臂的主臂与两个带圆柱旋转臂的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓与两个带栓孔的基座铰接，构成四边形框架；所述两个带栓孔基座分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套固定连接。
[0006]本实用新型的与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和技术进步:
[0007]1、为管道系统提供地震保护方案及减振方案，旋转剪切板阻尼器能够通过滞回耗能充分吸收振动能量；
[0008]2、通过旋转剪切的方式使得工作段的环形板受剪切作用，这种受力方式可以实现更灵活与方便的安装方式，缓减管道由于外部激励产生振动造成损害。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的安装方式的示意图
[0010]图2是本实用新型的正面二维不意图
[0011]图3是本实用新型的侧面三维示意图
[0012]图4是本实用新型的环形剪切板安装示意图
[0013]图5是带圆柱旋转臂的结构示意图
[0014]图6是环形剪切板的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)
[0015]图7是带检孔基座的的结构不意图(其中图(a)为王视图，图(b)为左视图)
[0016]图8是销栓的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)
[0017]图9是带圆筒旋转臂的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)
[0018]图10是管套的结构示意图(其中图(a)为主视图，图(b)为左视图)。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型的优选实施例结合【专利附图】
【附图说明】如下:
[0020]实施例一:
[0021]参见图1到图10，本在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，包括两个带圆筒旋转臂(I)，2^10个环形剪切板(2)，2个带栓孔的基座(3，2个销栓(4)和2个带圆柱旋转臂
(5)。其特征在于:所述两个带圆筒旋转臂(I)为尺寸相同的两个“U”形件，由两个主臂的一端通过一个圆筒固连构成，主臂的另一端有腰形穿孔；所述两个带圆柱旋转臂(5)亦为尺寸相同的“U”形件，由两个辅臂的一端通过一个圆柱固连构成，辅臂的另一端有腰形穿孔；所述2个带栓孔基座(3) 均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；所述两个带圆筒旋转臂(I)的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂(5)的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于I飞个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；所述两个带圆筒旋转臂(I)的主臂与两个带圆柱旋转臂(5)的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓(4)与两个带栓孔基座(3)铰接，构成四边形框架；所述两个带栓孔基座(3)分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套出)固定连接。
[0022]实施例二:
[0023]在本实例中，一种旋转剪切阻尼主要由六部分构成:带圆筒旋转臂(I)，环形剪切板(2)，带栓孔基座(3)，销栓(4)，带圆柱旋转臂(5)，管套(6)。图1为其安装图，图2为其正面三维视图，图3为其侧面三维视图，图4为环形剪切板安装示意图，图5到图10为其组成部分的拆分图示。旋转剪切板阻尼器通过带栓孔基座(3)以及管套(6)与管道连接。在本实例中，下端基座(3)与底座通过高强螺栓连接；上端基座(3)与管套(6)通过高强度螺栓相连；两带圆筒旋转臂(I)通过销栓(4)连接。
[0024]当由于机械振动或地震作用管道产生竖向振动时，基座(3)带动带圆筒旋转臂(O发生旋转；由于环形剪切板(2)的内环和外环分别与带圆筒旋转臂(I)及带圆柱旋转臂(5)焊接在一起，因此两旋转臂的旋转会带动环形剪切板(2)产生纯剪切的应力场。在管道的振动作用下，由于往回的竖向位移带动环形剪切板发生塑性变形消耗地震能力。
[0025]实施实例三:
[0026]本实例与实例一基本相同，但是具有以下特点:
[0027]圆环型剪切板(2)采用不等厚度板的设计，例如采用抛物线形状，与旋转臂中内筒连接的部位较厚，与旋转臂中外筒连接的部位较薄，从而能够在发生旋转剪切时，整个环形剪切板更加均匀的进入屈服状态，更好的发挥延性。
[0028]实施实例四:
[0029]本实例与实例一基本相同，但是具有以下特点:
[0030]环形剪切板(2)采用较低强度钢材，而其他部分采用较高强度的钢材。从而使得在环形剪切板(2)发生塑性变形时，其他部分还是处于弹性状态更易于实现。当需要提高其耗能效率时，可增加代圆筒旋转臂(I)中环形剪切板(2)的数量，从而达到更好的效果。
[0031]上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型旋转剪切阻尼器的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，包括两个带圆筒旋转臂，2?10个环形剪切板，2个带栓孔的基座，2个销栓和2个带圆柱旋转臂，其特征在于:所述两个带圆筒旋转臂(I)为尺寸相同的两个“U”形件，由两个主臂的一端通过一个圆筒固连构成，主臂的另一端有腰形穿孔；所述两个带圆柱旋转臂(5)亦为尺寸相同的“U”形件，由两个辅臂的一端通过一个圆柱固连构成，辅臂的另一端有腰形穿孔；所述2个带栓孔基座(3)均为一个底板上垂固连两个竖板，两个竖板上有一个贯穿的栓孔；所述两个带圆筒旋转臂(I)的圆筒分别外套在两个带圆柱旋转臂(5)的圆柱上，而圆筒内壁与圆柱外壁之间分别于广5个环形剪切板的外圆边缘和内孔边缘焊接连接；所述两个带圆筒旋转臂(I)的主臂与两个带圆柱旋转臂(5)的辅臂的一端腰形穿孔通过两个销栓(4)与两个带栓孔基座(3)铰接，构成四边形框架；所述两个带栓孔基座(3)分别通过螺栓与基座和箍紧管道的管套(6)固定连接。
2.根据权利要求1所述的在管道系统的放置式旋转剪切板阻尼器，其特征在于:所述环形剪切板(2)为等厚度或者不等厚度，其中不等厚度的环形剪切板的制作为沿径向的厚度呈线性或者抛物线变化。
【文档编号】F16L55/05GK203594909SQ201320800880
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】郭城志, 姚文娟, 尹文汉, 李涛, 赵文宣 申请人:上海大学
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