用于结构的振动阻尼装置的制作方法

文档序号:11111894
用于结构的振动阻尼装置的制造方法

本发明涉及用于结构的振动阻尼装置,用来阻尼由地震等引起的结构振动,结构包括建筑物、诸如桥梁或高速公路等的桥梁大梁。



背景技术:

作为用于结构的振动阻尼装置,我们已经知道有地震隔震装置和用于结构的能量吸收装置,地震隔震装置使用液压阻尼器、层叠橡胶等,而能量吸收装置由圆柱筒、设置在圆柱筒内的杆,以及设置在圆柱筒和杆之间的橡胶体(弹性体)组成,就如专利文献1中所描述的那样。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP-A-1991-338



技术实现要素:

本发明要解决的问题

顺便提及地说,专利文献1中所描述的用于结构的能量吸收装置适于吸收周期性能量,其通过造成在橡胶体内产生的轴向剪切变形来吸收能量。然而,对于如此的用于结构的能量吸收装置来说,由于振动沿轴向方向发生,所以大的剪切变形发生在橡胶体的轴向侧上,即,发生在橡胶体的中心侧上,由于机械疲劳,橡胶体的早期变劣可能出现在中心侧上。

鉴于以上所述的方面,设计了本发明,本发明的目的是提供用于结构的振动阻尼装置,通过从中心侧到外围侧造成均匀地在弹性体内发生的轴向剪切变形,该用于结构的振动阻尼装置能够减小弹性体的早期变劣。

解决这些问题的方法

根据本发明,提供用于结构的振动阻尼装置,其设置在一个结构和相对于所述一个结构可相对移动地设置的另一个结构之间,以阻尼另一个结构相对于一个结构在另一个结构相对于一个结构的相对移动方向上的相对振动,该振动阻尼装置包括:筒形本体;设置在筒形本体内可相对于筒形本体相对地移动的细长体;以及筒形弹性体,该弹性体具有外周表面和内周表面,外周表面固定到筒形本体的内周表面,而内周表面固定到细长体的外周表面,筒形弹性体设置在筒形本体的内周表面和细长体的外周表面之间,其中,弹性体的剪切弹性模量沿着从细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的方向逐渐地变小。

根据该用于结构的振动阻尼装置,通过将细长体的外周表面固定到筒形本体的内周表面,同时将筒形本体的内周表面固定到细长体的外周表面,由此筒形弹性体设置在筒形本体的内周表面和细长体的外周表面之间,筒形弹性体的剪切弹性模量沿着从细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的方向变小。因此,在另一个结构相对于一个结构的相对运动中,在弹性体的剪切变形中,有可能减小细长体的外周表面侧上弹性体的剪切变形量与筒形本体的内周表面侧上的弹性体移动方向上的剪切变形量之差,从而减小细长体外周表面侧由于弹性体的机械疲劳引起的早期变劣。

在本发明的一个优选的实例中,筒形本体由筒形构件构成,该筒形构件具有圆筒形内周表面或矩形筒形内周表面,细长体由细长构件构成,该细长构件具有圆筒形外周表面和矩形筒形外周表面中的至少一个。然而,筒形本体可由具有矩形筒形内周表面的筒形构件构成,而细长体可以是细长的构件,大体上说,该细长的构件具有圆筒形外周表面或矩形筒形外周表面,或者细长构件部分地具有圆筒形外周表面或矩形筒形外周表面。

在本发明的一个优选的实例中,筒形本体包括:圆柱形小直径的内周表面、圆柱形大直径的内周表面(其直径大于圆柱形小直径的内周表面的直径),以及圆柱形内螺纹的内周表面,该圆柱形内螺纹的内周表面与圆柱形小直径的内周表面合作,在移动方向上夹住圆柱形大直径的内周表面,内螺纹形成在该圆柱形内螺纹的内周表面上。弹性体在其外周表面处设置成与筒形本体的大直径内周表面接触,并在移动方向上被夹在在筒形本体的小直径内周表面处和与内螺纹的内周表面啮合的环形内螺纹啮合构件之间,且在其外周表面处固定在筒形本体上,沿移动方向相对于筒形本体不可移动。在本发明的另一个优选的实例中,筒形本体包括:圆柱形内周表面和一对内螺纹的内周表面,后者沿移动方向将内周表面夹在中间,且内螺纹形成在各个内螺纹内周表面上,弹性体在其外周表面处设置成与筒形本体的内周表面接触,沿移动方向夹在在与成对的内螺纹的内周表面啮合的一对内螺纹啮合构件之间,并在其外周表面处固定至筒形本体,弹性体相对于筒形本体沿移动方向不可移动。

此外,在本发明的还有另一个优选的实例中,细长体包括:圆柱形大直径的外周表面、圆柱形小直径的外周表面(其直径小于圆柱形大直径的外周表面的直径)、以及圆柱形外螺纹的外周表面,该圆柱形外螺纹的外周表面与圆柱形大直径的外周表面合作,在移动方向上夹住圆柱形小直径的外周表面,外螺纹形成在该圆柱形外螺纹的外周表面上,弹性体其内周表面处设置成与小直径外周表面接触,并在移动方向上被夹在细长体内周表面处和与外螺纹的外周表面啮合的外螺纹啮合构件之间,且在其内周表面处固定在细长体上,沿移动方向相对于细长体不可移动。

在本发明的还有另一个优选的实例中,弹性体包括多个圆柱形的弹性层以及多个刚性层,弹性层彼此同心地设置,而刚性层沿着垂直于移动方向的径向方向与多个弹性层交替地布置,多个刚性层中的最外面一个刚性层具有固定到筒形本体的内周表面的外周表面,而多个刚性层中的最内一个刚性层具有固定到细长体的外周表面的内周表面。在如此的实例中,最外和最内刚性层中的至少一个刚性层可由圆筒形或矩形筒形刚性板构成,不包括多个刚性层中最外刚性层和最内刚性层的中间刚性层可由圆形筒形刚性板和条带形刚性板中的至少一个刚性板构成,如此的条带形刚性板可以布置成包围细长体。

在本发明的一个优选的实例中,在多个弹性层之中,一个弹性层可具有比另一弹性层的剪切弹性模量小的剪切弹性模量,所述另一个弹性层沿着从细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的径向方向,更加靠近一个弹性层内部设置,或者一个弹性层可具有大于另一个弹性层的径向厚度的径向厚度,所述另一个弹性层沿着从细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的径向方向,更加靠近一个弹性层内部设置。

在本发明中,弹性体可包括沿移动方向布置的第一弹性体部分和第二弹性体部分,以及沿移动方向插入在第一弹性体部分和第二弹性体部分之间的可塑性变形的金属体,在从细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的方向上,第一弹性体部分和第二弹性体部分的相应剪切弹性模量逐渐变小,金属体可具有两个端面,一个是在移动方向上与第一弹性体部分的移动方向上的一个端面接触的端面,另一个是在移动方向上与第二弹性体部分的移动方向上的一个端面接触的另一个端面,并可在移动方向上被第一弹性体部分和第二弹性体部分夹在中间。在该情形中,第一弹性体部分和第二弹性体部分中的至少一个可包括多个彼此同心地设置的圆柱形的弹性层,以及多个刚性层,多个刚性层在垂直于移动方向的径向方向上与多个弹性层交替地布置,第一弹性体部分和第二弹性体部分中至少一个弹性体部分的多个刚性层中的最外一个刚性层具有固定到筒形本体的内周表面的外周表面,而第一弹性体部分和第二弹性体部分中至少一个弹性体部分的多个刚性层中的最内一个刚性层具有固定到细长体的外周表面的内周表面。此外,第一弹性体部分和第二弹性体部分中至少一个弹性体部分的最外和最内刚性层,可由圆筒形刚性板构成;第一弹性体部分和第二弹性体部分中至少一个弹性体部分的最外和最内刚性层可由矩形筒形刚性板构成;在第一弹性体部分和第二弹性体部分中至少一个弹性体部分的多个刚性层中,不包括最外刚性层和最内刚性层的中间刚性层可由圆筒形刚性板和条带形刚性板中的至少一个刚性板构成。在该情形中,条带形的刚性板可布置成包围细长体;在第一弹性体部分和第二弹性体部分中至少一个弹性体部分的多个弹性层中,一个弹性层可具有较小的剪切弹性模量,该剪切弹性模量小于径向地设置在一个弹性层之内的弹性层的剪切弹性模量,或可具有较大的径向厚度,该径向厚度大于沿着从细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的径向方向更加设置在一个弹性层之内的另一个弹性层的径向厚度。

在本发明中,金属体由环形铅板和环形锡板中的至少一个板构成,环形铅板具有作为主要组分的铅,环形锡板具有作为主要组分的锡。在铅板的情形中,采用纯度99.9%或更高的铅就足够了,在锌板的情形中,采用纯度99.9%或更高的锌也就足够了。然而,本发明不局限于这样的情况,金属体可由可塑性变形的金属或合金形成,其在塑性变形中呈现高的变形能量吸收能力,当在塑性变形之后返回到原始形状时,金属体在正常温度下可再结晶。该优化实例中的金属体由圆形板或矩形板构成。

在本发明中,通过提供上述的金属体,可对振动获得更加满意的阻尼效应。

在本发明中,筒形本体可适于连接到一个结构,而细长体可适于在突出到筒形本体之外的其突出部分处连接到另一结构。然而,替代地,在本发明的用于结构的振动阻尼装置中,细长体适于在突出到筒形本体之外的其突出部分处连接到一个结构,本发明的上述用于结构的振动阻尼装置可进一步包括:另一细长体和另一环形弹性体,上述另一细长体沿移动方向相对于筒形本体可相对地移动的设置在筒形本体内,并沿移动方向与细长体串联地布置;上述另一弹性体在其外周表面处固定到筒形本体的内周表面,并在其内周表面处固定到另一细长体的外周表面,该另一环形弹性体设置在筒形本体的内周表面和细长体的外周表面之间,另一细长体适于在突出到筒形本体之外的其突出部分处连接到另一结构。

在本发明的用于结构的振动阻尼装置中,振动阻尼装置进一步包括另一细长体和另一环形弹性体,另一环形弹性体在其外周表面处固定到筒形本体的内周表面,并在其内周表面处固定到另一细长体的外周表面,另一环形弹性体设置在筒形本体的内周表面和另一细长体的外周表面之间,除了弹性体的剪切变形之外,还可能获得另一弹性体的剪切变形。因此,可处理另一结构相对于一个结构的大的相对运动并处理大幅值的振动。

在本发明的用于结构的振动阻尼装置中,振动阻尼装置进一步包括如此另一细长体和如此另一环形弹性体,在优选的实例中,另一弹性体具有剪切弹性模量,该剪切弹性模量沿着从另一细长体的外周表面朝向筒形本体的内周表面的方向逐渐变小,另一细长体由具有圆筒形外周表面和矩形筒形外周表面中的至少一个表面的细长构件构成。同样在如此一个实例中,另一细长体可以是细长的构件,其大体上具有圆筒形外周表面或矩形筒形外周表面,或细长构件部分地具有圆筒形外周表面或矩形筒形外周表面。

在本发明中,在优选的实例中,刚性层和刚性板由钢板构成,弹性层由橡胶形成,但刚性层和刚性板不局限于钢板,刚性层和刚性板可由纤维加强的合成树脂板或纤维加强的硬橡胶板等构成,所述合成树脂板诸如由碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维形成。此外,刚性层的数量不特别受到限制。同时,弹性层的橡胶可由以下中的至少一种形成:天然橡胶和合成橡胶,或高阻尼橡胶,其中,碳黑或树脂基材料填充在天然橡胶和合成橡胶中的至少一个内。

本发明的优点

根据本发明,可提供用于结构的振动阻尼装置,通过使轴向剪切变形从中心侧到外周缘侧均匀地产生在弹性体内,使该振动阻尼装置能够减小弹性体的早期变劣。

附图说明

图1是本发明优选实施例的说明性截面图;

图2是沿线II-II箭头方向截取的图1所示实施例的说明性截面图;

图3是图1中所示实施例的弹性体的说明性立体图;

图4是用来说明图1中所示实施例的操作的示意图;

图5是沿箭头方向截取的本发明另一优选实施例的说明性截面图,其对应于图2中所示的横截面箭头图;

图6是本发明还有另一优选实施例的说明性截面图;

图7是本发明另一优选实施例的说明性截面图;以及

图8是用来说明图7中所示实施例的操作的示意图。

具体实施方式

接下来,将参照附图中所示的优选实施例给出具体实施本发明方式的更加详细的描述。应该指出的是,本发明不局限于这些实施例。

在图1至3中,根据该实施例的用于结构的振动阻尼装置1插入在一个结构和另一个结构之间,一个结构例如是构造在地面上的基础或桥墩A,而另一个结构例如是相对于桥墩A设置成可相对地移动的桥大梁B,从而在方向X上阻尼桥大梁B相对于桥墩A的沿方向X的相对振动,所述方向X是桥大梁B相对于桥墩A相对移动的方向。该用于结构的振动阻尼装置1由圆筒形构件3、柱状细长构件6以及筒形(即,在本实施例中,圆筒状)弹性体10组成,圆筒形构件3是具有圆筒形内周表面2并用作筒形本体的筒形构件;柱状细长构件6设置在圆筒形构件3内,相对于圆筒形构件3可沿方向X相对地移动并用作具有圆筒形外周表面5的细长体;筒形的弹性体10具有圆柱形外周表面8和圆柱形内周表面9,圆柱形外周表面8固定到圆筒形构件3的内周表面2,而圆柱形内周表面9固定到细长构件6的圆筒形外周表面5,筒形的弹性体10插入在圆筒形构件3的内周表面2和细长构件6的圆筒形外周表面5之间。

圆筒形构件3的内周表面2包括圆柱形小直径的内周表面21、圆柱形大直径的内周表面22(其直径大于圆柱形小直径的内周表面21的直径)、以及圆柱形内螺纹的内周表面24,该圆柱形内螺纹的内周表面24在轴向方向X与圆柱形小直径的内周表面21合作,将圆柱形大直径的内周表面22夹在中间,内螺纹23形成在该圆柱形内螺纹的内周表面24上。圆筒形构件3具有一体地形成在其圆柱形外周表面25上的安装板26,圆筒形构件3适于连接到桥墩A上,其通过插入在安装板26的通孔30内的螺栓实施连接。

细长体6由大直径的圆柱部分27、小直径的圆柱部分28以及螺纹的圆柱部分29组成,小直径的圆柱部分28一体地形成在大直径的圆柱部分27的沿X方向的一端处,小直径的圆柱部分28的直径小于大直径的圆柱部分27的直径,螺纹的圆柱部分29沿X方向一体地形成在小直径的圆柱部分28的一端处。细长构件6的外周表面5包括:大直径的圆柱部分27的圆柱形大直径外周表面31、小直径的圆柱部分28的圆柱形小直径外周表面32(小直径的圆柱部分28的直径小于大直径的圆柱部分27的直径)、以及螺纹的圆柱部分29的圆柱形外螺纹的外周表面34,其与大直径的外周表面31合作,在轴向方向X上将小直径的外周表面32夹在中间,外螺纹33形成在该圆柱形螺纹部分上。细长构件6具有一体地形成在突出到圆筒形构件3之外的大直径的圆柱部分27的突出部分35上的安装板36,细长构件36适于连接到桥大梁B上,其通过突出到圆筒形构件3之外的突出部分35处的安装板36实施连接。

弹性体10设置成在其外周表面8处与圆筒形构件3的圆柱形大直径的内周表面22相接触,弹性体10在方向X上夹在以下两部分之间:一是圆筒形构件3的圆柱形小直径的内周表面21,另一个是与内螺纹的内周表面24啮合的环形内螺纹啮合构件41,弹性体10的外周表面8由此固定到圆筒形构件3,其沿方向X相对于圆筒形构件3不可移动。同时,弹性体10在其内周表面9处与小直径的外周表面32相接触,弹性体10沿方向X夹在细长构件6的大直径的外周表面31和与外螺纹的外周表面34啮合的环形外螺纹啮合构件42之间,由此弹性体10在其内周表面9处固定到细长构件6上,其在方向X上不能相对于细长构件6移动。

弹性体10包括由橡胶形成的多个圆柱形弹性层51,它们在垂直于轴线X的径向方向C上围绕细长构件6的轴线O彼此同轴地布置,并在径向方向C上等间距地布置,因此在径向方向C上分别具有互相相等的厚度t1;分别由圆柱形刚性板形成的多个刚性层52,它们与多个弹性层51交替地布置,并围绕轴线O彼此同轴地、在径向方向C上等间距地布置;一体地形成在弹性层51的沿方向X的一个端面上的环形涂层55,该涂层是以这样的方式形成的,即,覆盖住在多个刚性层52中不包括最外层和最内层刚性层53和54的中间刚性层52的沿方向X的一个端部;以及类似一体地形成在弹性层51的在方向X上的其他端面上的环形涂层56,该涂层是以这样的方式形成的,即,覆盖住在多个刚性层52中不包括最外层和最内层刚性层53和54的中间刚性层52的沿方向X的其他的端部。这些弹性层51和涂层55及56进行硫化,并粘结到对应的刚性层52,最外的刚性层53具有与圆筒形构件3的圆柱形大直径的内周表面22相接触地固定的外周表面8,而最内的刚性层54具有与细长构件6的小直径的外周表面32相接触地固定的内周表面9。

在多个刚性层52中,每个中间刚性层52具有在径向方向C上彼此相等的厚度t2,而每个最外和最内刚性层53和54具有在径向方向C上彼此相等的厚度t3,该厚度t3小于厚度t2。

多个弹性层51具有这样的剪切弹性模量,即,在从细长构件6的小直径外周表面32朝向圆筒形构件3的大直径的内周表面22的径向方向D上,所述剪切弹性模量逐渐地变小。因此,在多个弹性层51中,一个弹性层51具有较小的剪切弹性模量,它比沿弹性层51的径向方向D向内设置的另一弹性层51的弹性模量小,因此,弹性体10的剪切弹性模量从细长构件6的小直径外周表面32朝向圆筒形构件3的大直径的内周表面22逐步地变小。

在以上所述的用于结构的振动阻尼装置1中,当桥大梁B由于地震等的缘故在方向X上相对于桥墩A沿一个方向相对移动时,如图4中所示,细长构件6在方向X上沿相同的一个方向相对于圆筒形构件3相对地移动,致使弹性体10在方向X上经受沿这一个方向的剪切变形。因此,桥大梁B沿方向X相对于桥墩A的相对运动因弹性体10的该剪切变形而衰减。因此,使桥大梁B相对于桥墩A在方向X上沿一个方向和另一个方向的相对运动(即,沿方向X的振动)受到阻尼。

此外,在用于结构的振动阻尼装置1中,弹性体10在外周表面8处固定到圆筒形构件3的内周表面2的大直径的内周表面22,而弹性体在内周表面9处固定到细长构件6的外周表面5的小直径外周表面32,使得弹性体10设置在圆筒形构件3的大直径的内周表面22和细长构件6的小直径外周表面32之间,弹性体10的剪切弹性模量在从细长构件6的小直径外周表面32朝向圆筒形构件3的大直径内周表面22的方向上逐步地变小。因此,在结构B沿方向X相对于结构A的相对运动中,在弹性体10的剪切变形中,有可能减小以下两个剪切变形量之差:一是细长构件6的小直径外周表面32侧上的弹性体10沿方向X的剪切变形量,另一个是圆筒形构件3的大直径内周表面22侧上的弹性体10沿方向X的剪切变形量,从而能够减小细长构件6的小直径外周表面32侧由于弹性体10的机械疲劳引起的早期变劣。

顺便提及地说,在上述的用于结构的振动阻尼装置1中,细长体由细长构件6形成,细长构件6由大直径的圆柱形部分27、小直径的圆柱形部分28以及螺纹的圆柱形部分29组成。然而,如图5中所示,细长体可由细长构件6形成,代替沿方向X设置在大直径圆柱形部分27和螺纹圆柱形部分29之间的小直径圆柱形部分28,细长构件6包括四方柱形部分62,其横截面呈正方形,并在方向X上具有介于大直径圆柱形部分27和螺纹圆柱形部分29之间的方筒形的外周表面61。

在图5所示的实施例情形中,最内的刚性层54由具有方筒形内周表面63的矩形筒形刚性板构成,筒形内周表面63具有的形状类似于方筒形外周表面61的形状,且筒形内周表面63与外周表面61相接触。此外,在图5所示的实施例的情形中,尽管中间刚性层52可由圆筒形刚性板构成,但中间刚性层52可替代地由多个条带形刚性板构成,如图5所示,条带形刚性板布置成包围细长构件6的四方柱形部分62。附加地,在中间刚性层52由多个条带形刚性板构成的情形中,取代提供多个弹性层51的做法,弹性体10可由圆柱状弹性构件65构成,通过硫化和与弹性构件的粘合,由多个条带形刚性板构成的中间刚性层52可被嵌入在弹性构件65中。如此的弹性构件65可形成为具有沿着径向方向D逐渐变小的剪切弹性模量,由多个条带形刚性板构成的中间刚性层52和柱状弹性构件65可适用于如图1至3中所示的用于结构的振动阻尼装置1。

此外,在上述的用于结构的振动阻尼装置1中,圆筒形构件3的内周表面2包括小直径的内周表面21、大直径的内周表面22以及内螺纹的内周表面24,弹性体10在其外周表面8处固定到圆筒形构件3,通过小直径的内周表面21处的圆筒形构件3,以及通过与内螺纹的内周表面24啮合的内螺纹的啮合构件41,弹性体10相对于圆筒形构件3在方向X上不可移动。然而,取代如此的小直径内周表面21,圆筒形构件3的内周表面2可由具有一定直径的另一个内螺纹的内周表面形成为内螺纹的内周表面24的直径,且以相同的方式来形成,内螺纹的内周表面24和大直径的内周表面22用作内周表面,该内周表面被另一内螺纹的内周表面和内螺纹的内周表面24沿方向X夹在中间。在该情形中,在外周表面8处的弹性体10设置成与用作圆筒形构件3的内周表面的大直径内周表面22相接触,通过等同于与另一内螺纹的内周表面啮合的内螺纹啮合构件41的内螺纹啮合构件,并通过与内螺纹的内周表面24啮合的内螺纹啮合构件41,弹性体10沿方向X被夹在中间,并由此在外周表面8处固定到圆筒形构件3,弹性体相对于圆筒形构件3在方向X上不可移动。

顺便提及地说,对于上述用于结构的振动阻尼装置1,由于桥大梁B相对于桥墩A的沿方向X的相对振动因弹性体10的剪切弹性模量而受到阻尼,所以不可能获得特别明显的阻尼效应。然而,如图6所示,弹性体71可包括圆盘,即,环形的铅板73,其是可塑性变形的金属体,并在其中心处具有通孔72,细长构件6的小直径的圆柱形部分28可通过该通孔72,以及弹性体部分75和76布置成将铅板73沿方向X夹在两者之间。

以与弹性体10相同的方式,每个弹性体部分75和76包括由橡胶形成的多个圆柱形弹性层81,它们在径向方向C上围绕细长构件6的轴线O彼此同轴地布置,并以相等的间距沿径向方向C布置,它们分别具有沿径向方向C的彼此相等的厚度t1;分别由圆柱形刚性板形成的多个刚性层82,它们与多个弹性层81交替地布置,并在径向方向C上以等间距布置,且围绕轴线O彼此同轴地布置;以及环形涂层85,其一体地形成在弹性层81的沿方向X的一个端面上,覆盖住在多个刚性层82中不包括最外和最内刚性层83和84的中间刚性层82的沿方向X的一端部。每个最外的刚性层83具有外周表面86,其与圆筒形构件3的大直径的内周表面22相接触地固定,而每个最内的刚性层84具有内周表面87,其与细长构件6的小直径的外周表面32相接触地固定。铅板73沿方向X被弹性体部分75和76夹在中间,这样,铅板73在其沿方向X的一个环形端面91处与弹性体部分75沿方向X的一个环形端面92接触,在那里,暴露出弹性体部分75的多个刚性层82的沿方向X的一个环形端面,而铅板在其沿方向X的另一个环形端面93处与弹性体部分76的沿方向X的一个环形端面94接触,在那里,暴露出弹性体部分76的多个刚性层82沿方向X的一个环形端面。在相应的弹性体部分75和76的多个刚性层82之中,每个中间刚性层82具有沿径向方向C彼此相同的厚度t2,而每个最外和最内的刚性层83和84具有沿径向方向C彼此相同的厚度t3,厚度t3小于厚度t2。类似地,相应的弹性体部分75和76的多个弹性层81也具有这样的剪切弹性模量,该弹性模量沿着从细长构件6的小直径外周表面32朝向圆筒形构件3的大直径内周表面22的径向方向D上,顺序地从内测朝向外侧逐渐地变小。因此,在相应的弹性体部分75和76的多个弹性层81之中,一个弹性层81所具有的剪切弹性模量小于径向地设置在这一个弹性层81之内的另一个弹性层81的剪切弹性模量,因此,弹性体部分75和76相应的剪切弹性模量以及由弹性体部分75和76构成的弹性体71的剪切弹性模量,从细长构件6的小直径外周表面32朝向圆筒形构件3的大直径内周表面22逐步地变小。

铅板73沿着方向X插入在弹性体部分75和76之间,使得铅板73在限定通孔72的其环形内周表面95处与细长构件6的小直径外周表面32接触,而铅板73在其环形外周表面96处与圆筒形构件3的大直径内周表面22接触。

以与图1至3中所示的用于结构的振动阻尼装置1相同的方式,图6中所示的用于结构的振动阻尼装置1也包括:圆筒形构件3,其具有小直径的内周表面21、大直径的内周表面22以及内螺纹的内周表面24;细长构件6,其具有大直径的外周表面31、小直径的外周表面32以及外螺纹的外周表面34;与内螺纹的内周表面24啮合的内螺纹的啮合构件41;以及与外螺纹的外周表面34啮合的外螺纹的啮合构件42。在由成对的外周表面86和外周表面96构成的外周表面101的那侧上,弹性体71被小直径的内周表面21处的圆筒形构件3以及内螺纹的啮合构件41夹在中间,而在由成对的内周表面87和内周表面95构成的内周表面102的那侧上,弹性体71被大直径的外周表面31处的细长构件6以及与外螺纹的外周表面34啮合的环形外螺纹啮合构件42夹在中间。因此,弹性体71在其外周表面101上相对于圆筒形构件3沿方向X不可移动地固定到圆筒形构件3,而弹性体71在其内周表面102上相对于细长构件6沿方向X不可移动地固定到细长构件6。还是在如图6中所示的如此用于结构的振动阻尼装置1中,细长构件6通过一体地形成在细长构件6的突出部分35上的安装板36连接到桥墩B,而圆筒形构件3通过一体地形成在圆筒形构件3的外周表面25上的安装板26连接到桥墩A,当桥墩B相对于桥墩A在方向X上沿一个方向相对地移动时,致使弹性体71以与图4中相同的方式在方向X上经受沿一个方向的剪切变形,该剪切变形衰减了桥大梁B沿方向X相对于桥墩A的相对移动。因此,桥大梁B相对于桥墩A在方向X上沿一个方向和另一个方向的相对运动,即,沿方向X的振动,受到阻尼。此外,也致使铅板73经受沿一个方向和另一个方向的因振动引起的塑性变形。其结果,根据如图6中所示的用于结构的振动阻尼装置1,以与如图1至3中所示的用于结构的振动阻尼装置1相同的方式,有可能减小以下两个剪切变形量之差:一是细长构件6的小直径外周表面32侧上的弹性体71在方向X上的剪切变形量,另一个是圆筒形构件3的大直径内周表面22侧上的弹性体71在方向X上的剪切变形量,从而能够减小细长构件6的小直径外周表面32侧由于弹性体71的机械疲劳引起的早期变劣。此外,与如图1至3中所示的用于结构的振动阻尼装置1相比,通过铅板73的塑性变形,在较早的时期就可阻尼桥大梁B相对于桥墩A的沿方向X的相对振动。

顺便提及地讲,尽管在任何一个上述的用于结构的振动阻尼装置1中,一个弹性体10或71适于插入在桥墩A和桥大梁B之间,它们沿方向X相对地移动,但两个弹性体71可也交替地沿方向X串联地插入在桥墩A和桥大梁B之间,它们如图7所示地沿方向X相对地移动。如图7中所示的用于结构的振动阻尼装置1由以下组成:一对设置在圆筒形构件3细长构件6,它们相对于圆筒形构件3沿方向X可相对地移动,并沿方向X串联地布置;以及一对弹性体71,通过将每个弹性体在其相应的外周表面101处固定并与圆筒形构件3的大直径内周表面22接触,还通过将每个弹性体在其相应的内周表面102处固定并与对应的细长构件6的小直径外周表面32接触,可将弹性体71设置在圆筒形构件3的大直径的内周表面22和对应的细长构件6的小直径外周表面32之间。一个细长构件6适于通过安装板36连接到桥墩A,借助于突出到圆筒形构件3之外的突出部分35进行连接,另一个细长构件6适于通过安装板36连接到桥墩B,借助于突出到圆筒形构件3之外的突出部分35进行连接。

此外,在如图7中所示的用于结构的振动阻尼装置1中,圆筒形构件3的内周表面2内的小直径内周表面21设置在圆筒形构件3沿方向X的中心部分内,而圆筒形构件3的内周表面2内的内螺纹的内周表面24设置在圆筒形构件3沿方向X的两个端部处,让小直径的内周表面21沿方向X位于两者之间。在相应的外周表面101侧上,每个成对的弹性体71被以下的构件夹在中间:一是位于其小直径的内周表面21处的圆筒形构件3,另一个是与相应的内螺纹的内周表面24啮合的成对的内螺纹的啮合构件41中的每一个,而在相应的内周表面102侧上,每个成对的弹性体71被以下的构件夹在中间:一是位于其大直径的外周表面31处的对应的细长构件6,另一个是与外螺纹的外周表面34啮合的环形外螺纹的啮合构件42。因此,在相应的外周表面101侧上,每个成对的弹性体71固定到圆筒形构件3,其沿方向X相对于圆筒形构件3不可移动,而在相应的内周表面102侧上,每个成对的弹性体71固定到细长构件6,其沿方向X相对于细长构件6不可移动。

在如图7中所示的用于结构的振动阻尼装置1中,细长构件6通过一体地形成在细长构件6的突出部分35上的安装板36连接到桥墩B,而一个细长构件6通过一体地形成在一个细长构件6的突出部分35上的安装板36连接到桥墩A,当桥墩B相对于桥墩A在方向X上沿一个方向相对地移动时,如图8所示,致使成对的弹性体71在方向X上经受互相相反方向的剪切变形,该彼此相反方向的剪切变形衰减了桥大梁B沿方向X相对于桥墩A的相对移动。因此,桥大梁B相对于桥墩A在方向X上沿一个方向和另一个方向的相对运动,即,沿方向X的振动,受到阻尼。此外,也致使每个铅板73经受沿一个方向和另一个方向因振动引起的塑性变形。其结果,根据如图7中所示的用于结构的振动阻尼装置1,以与如图1至3中所示的用于结构的振动阻尼装置1相同的方式,有可能减小以下两个剪切变形量之差:一是相应的细长构件6的小直径外周表面32侧上的对应弹性体71在方向X上的剪切变形量,另一是圆筒形构件3的大直径内周表面22侧上的相应弹性体71在方向X上的剪切变形量,从而能够减小相应细长构件6的小直径外周表面32侧由于对应弹性体71的机械疲劳引起的早期变劣。此外,与如图1至3中所示的用于结构的振动阻尼装置1相比,通过成对铅板73的塑性变形,在较早的时期就可阻尼桥大梁B相对于桥墩A的沿方向X的相对振动。此外,与如图1至3和图6中所示的用于结构的振动阻尼装置1相比,有可能响应于桥大梁B相对于桥墩A在方向X上沿一个方向和另一个方向的振动幅值两倍的相对振动幅值。因此,如图7中所示的用于结构的振动阻尼装置1能够放大沿方向X的工作范围,即,允许进行合适操作的沿方向X的伸展和收缩量。

附图标记的描述

1 用于结构的振动阻尼装置

2、9 内周表面

3 圆筒形构件

5、8 外周表面

6 细长构件

10 弹性体

再多了解一些
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