金属复合摩擦阻尼器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属复合摩擦阻尼器。所述金属复合摩擦阻尼器包括上连接板、下连接板；左夹板和右夹板，左夹板与上连接板和下连接板中的一个相连，右夹板与上连接板和下连接板中的一个相连；左摩擦板和右摩擦板，左摩擦板设在左夹板的右侧面上，右摩擦板设在右夹板的左侧面上；核心金属板，核心金属板设在左摩擦板与右摩擦板之间，核心金属板与上连接板和下连接板中的另一个相连，其中核心金属板上设有过孔且过孔沿核心金属板的长度方向延伸；和第一连接件，第一连接件穿过左夹板、左摩擦板、过孔、右摩擦板和右夹板。根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器通过稳定的摩擦力实现摩擦耗能，从而可以实现大变形和较好的滞回性能。
【专利说明】金属复合摩擦阻尼器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属复合摩擦阻尼器。
【背景技术】
[0002] 目前，建筑结构的发展越来越趋向于高大化，由钢构件、组合构件或钢筋混凝土构 件组成的框架结构是建筑物中经常被采用的结构形式。为使建筑结构具有较强的抵抗地震 等外力破坏的能力，需要在框架结构中增设耗能构件。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种金属复合摩擦阻尼器。
[0004] 根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器包括：上连接板和下连接板；相对设置 的左夹板和右夹板，所述左夹板与所述上连接板和所述下连接板中的一个相连，所述右夹 板与所述上连接板和所述下连接板中的所述一个相连；相对设置的左摩擦板和右摩擦板， 所述左摩擦板设在所述左夹板的右侧面上，所述右摩擦板设在所述右夹板的左侧面上；核 心金属板，所述核心金属板设在所述左摩擦板与所述右摩擦板之间，所述核心金属板与所 述上连接板和所述下连接板中的另一个相连，其中所述核心金属板上设有过孔且所述过孔 沿所述核心金属板的长度方向延伸；和第一连接件，所述第一连接件穿过所述左夹板、所述 左摩擦板、所述过孔、所述右摩擦板和所述右夹板。
[0005] 根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器通过设置与所述上连接板和所述下连 接板中的另一个相连的核心金属板且在所述核心金属板的两侧设置与所述上连接板和所 述下连接板中的一个相连的左摩擦板和右摩擦板，从而可以使所述核心金属板与所述左摩 擦板和所述右摩擦板接触，所述核心金属板与所述左摩擦板和所述右摩擦板发生相对位移 时产生与滑移方向相反的摩擦力，由此可以将建筑物的振动能量转化成热能吸收，从而具 有较好的耗能性能（如图7所示）。
[0006] 根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器通过稳定的摩擦力实现摩擦耗能，从而 可以实现大变形和较好的滞回性能。
[0007] 另外，根据本发明上述实施例的金属复合摩擦阻尼器还可以具有如下附加的技术 特征：
[0008] 根据本发明的一个实施例，所述上连接板和所述下连接板中的所述一个包括左连 接板和右连接板，所述左连接板与所述左夹板相连，所述右连接板与所述右夹板相连。由此 可以使所述金属复合摩擦阻尼器的结构更加合理。
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述核心金属板焊接在所述上连接板和所述下连接板 中的所述另一个上。由此可以使所述核心金属板更加牢固地与所述上连接板和所述下连接 板中的所述另一个相连，从而可以使所述金属复合摩擦阻尼器的结构更加稳固。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述金属复合摩擦阻尼器进一步包括焊接板，所述焊 接板焊接在所述上连接板和所述下连接板中的所述另一个上，所述焊接板通过第二连接件 与所述核心金属板相连。由此可以使所述核心金属板更加牢固地与所述上连接板和所述下 连接板中的所述另一个相连，从而可以使所述金属复合摩擦阻尼器的结构更加稳固。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述左夹板和所述右夹板中的每一个为防锈板或者所 述左夹板和所述右夹板中的每一个的外表面上设有防锈层。由此可以防止所述左夹板和所 述右夹板生锈，从而可以进一步延长所述金属复合摩擦阻尼器的使用寿命。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述核心金属板为防锈板或者所述核心金属板的外表 面上设有防锈层。由此可以防止所述核心金属板生锈，从而可以进一步延长所述金属复合 摩擦阻尼器的使用寿命。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述第一连接件包括：螺杆，所述螺杆穿过所述左夹 板、所述左摩擦板、所述过孔、所述右摩擦板和所述右夹板；以及左夹持件和右夹持件，所述 左夹持件和所述右夹持件中的至少一个螺纹配合在所述螺杆上，其中所述左夹持件抵靠在 所述左夹板上且所述右夹持件抵靠在所述右夹板上。由此可以使所述第一连接件的结构更 加合理。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述金属复合摩擦阻尼器进一步包括第一蝶形弹簧， 所述螺杆穿过所述第一蝶形弹簧，所述第一蝶形弹簧夹持在所述左夹持件与所述左夹板之 间或者所述右夹持件与所述右夹板之间。
[0015] 通过在所述左夹持件与所述左夹板之间或者所述右夹持件与所述右夹板之间设 置所述第一蝶形弹簧，从而可以精确地设置作用到所述核心金属板、所述左摩擦板和所述 右摩擦板上的压力。
[0016] 根据本发明的一个实施例，所述金属复合摩擦阻尼器进一步包括第二蝶形弹簧， 所述螺杆穿过所述第二蝶形弹簧，所述第一蝶形弹簧夹持在所述左夹持件与所述左夹板之 间，所述第二蝶形弹簧夹持在所述右夹持件与所述右夹板之间。
[0017] 通过在所述左夹持件与所述左夹板之间设置所述第一蝶形弹簧且在所述右夹持 件与所述右夹板之间设置所述第二蝶形弹簧，从而可以更加精确地设置作用到所述核心金 属板、所述左摩擦板和所述右摩擦板上的压力且可以进一步提高该压力，而且可以使所述 金属复合摩擦阻尼器的结构更加合理。
[0018] 根据本发明的一个实施例，所述金属复合摩擦阻尼器进一步包括第三连接件，所 述第三连接件穿过所述左夹板和所述右夹板，所述第三连接件与所述左摩擦板、所述右摩 擦板和所述核心金属板中的每一个间隔开。由此可以使所述左夹板和所述右夹板更加牢固 地连接在一起，从而可以使所述金属复合摩擦阻尼器的结构更加稳固。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是根据本发明的一个实施例的金属复合摩擦阻尼器的结构示意图；
[0020] 图2是根据本发明的一个实施例的金属复合摩擦阻尼器的主视图；
[0021] 图3是根据本发明的一个实施例的金属复合摩擦阻尼器的侧视图；
[0022] 图4是根据本发明的另一个实施例的金属复合摩擦阻尼器的结构示意图；
[0023] 图5是根据本发明的另一个实施例的金属复合摩擦阻尼器的主视图；
[0024] 图6是根据本发明的另一个实施例的金属复合摩擦阻尼器的侧视图；
[0025] 图7是根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器的力-位移曲线。
【具体实施方式】
[0026] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0027] 下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10。如图1-图 6所示，根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10包括上连接板101、下连接板102、相 对设置的左夹板103和右夹板104、相对设置的左摩擦板105和右摩擦板106、核心金属板 107和第一连接件1081。
[0028] 左夹板103与上连接板101和下连接板102中的一个相连，右夹板104与上连接板 101和下连接板102中的所述一个相连。左摩擦板105设在左夹板103的右侧面上，右摩擦 板106设在右夹板104的左侧面上。核心金属板107设在左摩擦板105与右摩擦板106之 间，核心金属板107与上连接板101和下连接板102中的另一个相连，其中核心金属板107 上设有过孔1071且过孔1071沿核心金属板107的长度方向延伸。第一连接件1081穿过 左夹板103、左摩擦板105、过孔1071、右摩擦板106和右夹板104。
[0029] 其中，上下方向如图1-图6中的箭头A所示，左右方向如图3和图6中的箭头B 所示，前后方向如图1、图2、图4和图5中的箭头C所示。过孔1071可以沿前后方向延伸。
[0030] 根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10通过设置与上连接板101和下连接 板102中的另一个相连的核心金属板107且在核心金属板107的两侧设置与上连接板101 和下连接板102中的一个相连的左摩擦板105和右摩擦板106,从而可以使核心金属板107 与左摩擦板105和右摩擦板106接触，核心金属板107与左摩擦板105和右摩擦板106发 生相对位移时产生与滑移方向相反的摩擦力，由此可以将建筑物的振动能量转化成热能吸 收，从而具有较好的耗能性能（如图7所示）。
[0031] 根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10通过稳定的摩擦力实现摩擦耗能， 从而可以实现大变形和较好的滞回性能。
[0032] 根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10具有如下优点：
[0033] 1)可实现较大位移。根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10的行程由过孔 1071的长度决定（具体地，过孔1071可以是长圆孔），而不受材料性能限制，实现了大位移 的可设计性。
[0034] 2)具有稳定面压。根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10利用第一连接件 1081将左夹板103、左摩擦板105、右摩擦板106和右夹板104紧固在一起，第一连接件1081 的轴向力作为压力作用到核心金属板107与左摩擦板105和右摩擦板106的摩擦面上为金 属复合摩擦阻尼器10提供稳定的压力。
[0035] 3)制作成本低，易于进行工程推广。根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10 的用料为金属摩擦材料，无须其他耗能装置所需的一些特殊材料。这大大降低了单个金属 复合摩擦阻尼器10的材料成本，便于大面积的结构安装。
[0036] 4)较好的耗能性能。根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10利用核心金属 板107与左摩擦板105和右摩擦板106发生相对位移时产生的与滑移方向相反的摩擦力， 将建筑物的振动能量转化成热能吸收，具有较好的耗能性能。
[0037] 5)根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10在环境温度变化范围内保持稳定 的性能。
[0038] 6)根据本发明实施例的金属复合摩擦阻尼器10结构简单、加工方便、安装方便、 便于拆卸，正常使用状态下无需维护，在经历小震和中震后无需更换。
[0039] 具体而言，上连接板101和下连接板102都可以安装在建筑结构的构件上。核心 金属板107、左夹板103、右夹板104、上连接板101、和下连接板102都可以由普通钢材或高 强钢材制成。
[0040] 核心金属板107可以坚直放置，核心金属板107的厚度方向可以与核心金属板107 所承受的剪力相垂直。
[0041] 如图3和图6所示，在本发明的一些实施例中，上连接板101和下连接板102中的 一个可以包括左连接板1011和右连接板1012,左连接板1011与左夹板103相连，右连接 板1012与右夹板104相连。也就是说，左连接板1011与左夹板103可以构成倒L形的第 一外板，右连接板1012与右夹板104可以构成倒L形的第二外板。由此可以使金属复合摩 擦阻尼器10的结构更加合理。
[0042] 在本发明的一个实施例中，如图6所示，核心金属板107可以焊接在上连接板101 和下连接板102中的所述另一个上。由此可以使核心金属板107更加牢固地与上连接板 101和下连接板102中的所述另一个相连，从而可以使金属复合摩擦阻尼器10的结构更加 稳固。
[0043] 如图3所示，在本发明的另一个实施例中，金属复合摩擦阻尼器10进一步包括焊 接板109,焊接板109焊接在上连接板101和下连接板102中的所述另一个上，焊接板109 通过第二连接件1082与核心金属板107相连。由此可以使核心金属板107更加牢固地与 上连接板101和下连接板102中的所述另一个相连，从而可以使金属复合摩擦阻尼器10的 结构更加稳固。
[0044] 有利地，焊接板109可以是两个，两个焊接板109夹持在核心金属板107的两侧。 由此可以使核心金属板107更加牢固地与上连接板101和下连接板102中的所述另一个相 连，从而可以使金属复合摩擦阻尼器10的结构更加稳固。
[0045] 左夹板103和右夹板104中的每一个为防锈板。换言之，左夹板103和右夹板104 中的每一个均由防锈材料制成。此外，左夹板103和右夹板104中的每一个的外表面上可 以设有防锈层。由此可以防止左夹板103和右夹板104生锈，从而可以进一步延长金属复 合摩擦阻尼器10的使用寿命。
[0046] 左摩擦板105和右摩擦板106都可以由摩擦材料制成。核心金属板107为防锈板， 即核心金属板107可以由防锈材料制成。此外，核心金属板107的外表面上设有防锈层。 由此可以防止核心金属板107生锈，从而可以进一步延长金属复合摩擦阻尼器10的使用寿 命。
[0047] 如图1-图6所示，在本发明的一个具体示例中，金属复合摩擦阻尼器10进一步 包括第三连接件1083,第三连接件1083穿过左夹板103和右夹板104。其中，第三连接件 1083与左摩擦板105、右摩擦板106和核心金属板107中的每一个间隔开。由此可以使左 夹板103和右夹板104更加牢固地连接在一起，从而可以使金属复合摩擦阻尼器10的结构 更加稳固。
[0048] 具体而言，第三连接件1083可以位于左摩擦板105、右摩擦板106和核心金属板 107中的每一个的上方（核心金属板107与下连接板102相连时）或下方（核心金属板107 与上连接板101相连时）。
[0049] 有利地，如图3和图6所示，第一连接件1081可以包括螺杆10811、左夹持件10812 和右夹持件10813。螺杆10811穿过左夹板103、左摩擦板105、过孔1071、右摩擦板106和 右夹板104。左夹持件10812和右夹持件10813中的至少一个可以螺纹配合在螺杆10811 上，其中左夹持件10812抵靠在左夹板103上且右夹持件10813抵靠在右夹板104上。
[0050] 也就是说，螺杆10811上可以设有螺纹，左夹持件10812和右夹持件10813中的至 少一个可以沿螺杆10811的长度方向可移动地设在螺杆10811上。具体地，左夹持件10812 和右夹持件10813都可以是螺母。由此可以使第一连接件1081的结构更加合理。
[0051] 其中，第二连接件1082和第三连接件1083中的每一个都可以包括螺杆10811、左 夹持件10812和右夹持件10813。
[0052] 具体而言，第二连接件1082的螺杆10811可以穿过一个焊接板109、核心金属板 107和另一个焊接板109,第二连接件1082的左夹持件10812可以抵靠在一个焊接板109 上，第二连接件1082的右夹持件10813可以抵靠在另一个焊接板109上。
[0053] 第三连接件1083的螺杆10811可以穿过左夹板103和右夹板104,第三连接件 1083的左夹持件10812可以抵靠在左夹板103上，第三连接件1083的右夹持件10813可以 抵靠在右夹板104上。
[0054] 如图1-图6所示，在本发明的一些示例中，金属复合摩擦阻尼器10可以进一步包 括第一蝶形弹簧110,螺杆10811穿过第一蝶形弹簧110。其中，第一蝶形弹簧110可以夹 持在左夹持件10812与左夹板103之间或者第一蝶形弹簧110可以夹持在右夹持件10813 与右夹板104之间。
[0055] 通过在左夹持件10812与左夹板103之间或者右夹持件10813与右夹板104之间 设置第一蝶形弹簧110,从而可以精确地设置作用到核心金属板107、左摩擦板105和右摩 擦板106上的压力。具体而言，作用到核心金属板107、左摩擦板105和右摩擦板106上的 压力与第一蝶形弹簧110的弹性形变成正比。
[0056] 更为重要的是，第一蝶形弹簧110还可以持续地向核心金属板107、左摩擦板105 和右摩擦板106施加压力，该压力不随时间的延长而衰减，从而可以进一步延长金属复合 摩擦阻尼器10的使用寿命。
[0057] 在本发明的一个示例中，如图1-图6所示，金属复合摩擦阻尼器10进一步包括第 二蝶形弹簧111，螺杆10811穿过第二蝶形弹簧111。其中，第一蝶形弹簧110夹持在左夹 持件10812与左夹板103之间，第二蝶形弹簧111夹持在右夹持件10813与右夹板104之 间。
[0058] 通过在左夹持件10812与左夹板103之间设置第一蝶形弹簧110且在右夹持件 10813与右夹板104之间设置第二蝶形弹簧111，从而可以更加精确地设置作用到核心金属 板107、左摩擦板105和右摩擦板106上的压力且可以进一步提高该压力，而且可以使金属 复合摩擦阻尼器10的结构更加合理。
[0059] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0060] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个， 三个等，除非另有明确具体的限定。
[0061] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0062] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是 第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0063] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0064] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1. 一种金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，包括： 上连接板和下连接板； 相对设置的左夹板和右夹板，所述左夹板与所述上连接板和所述下连接板中的一个相 连，所述右夹板与所述上连接板和所述下连接板中的所述一个相连； 相对设置的左摩擦板和右摩擦板，所述左摩擦板设在所述左夹板的右侧面上，所述右 摩擦板设在所述右夹板的左侧面上； 核心金属板，所述核心金属板设在所述左摩擦板与所述右摩擦板之间，所述核心金属 板与所述上连接板和所述下连接板中的另一个相连，其中所述核心金属板上设有过孔且所 述过孔沿所述核心金属板的长度方向延伸；和 第一连接件，所述第一连接件穿过所述左夹板、所述左摩擦板、所述过孔、所述右摩擦 板和所述右夹板。
2. 根据权利要求1所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，所述上连接板和所述下 连接板中的所述一个包括左连接板和右连接板，所述左连接板与所述左夹板相连，所述右 连接板与所述右夹板相连。
3. 根据权利要求1所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，所述核心金属板焊接在 所述上连接板和所述下连接板中的所述另一个上。
4. 根据权利要求1所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，进一步包括焊接板，所述 焊接板焊接在所述上连接板和所述下连接板中的所述另一个上，所述焊接板通过第二连接 件与所述核心金属板相连。
5. 根据权利要求1所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，所述左夹板和所述右夹 板中的每一个为防锈板或者所述左夹板和所述右夹板中的每一个的外表面上设有防锈层。
6. 根据权利要求1所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，所述核心金属板为防锈 板或者所述核心金属板的外表面上设有防锈层。
7. 根据权利要求1所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，所述第一连接件包括： 螺杆，所述螺杆穿过所述左夹板、所述左摩擦板、所述过孔、所述右摩擦板和所述右夹 板；以及 左夹持件和右夹持件，所述左夹持件和所述右夹持件中的至少一个螺纹配合在所述螺 杆上，其中所述左夹持件抵靠在所述左夹板上且所述右夹持件抵靠在所述右夹板上。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，进一步包括 第一蝶形弹簧，所述螺杆穿过所述第一蝶形弹簧，所述第一蝶形弹簧夹持在所述左夹持件 与所述左夹板之间或者所述右夹持件与所述右夹板之间。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，进一步包括 第二蝶形弹簧，所述螺杆穿过所述第二蝶形弹簧，所述第一蝶形弹簧夹持在所述左夹持件 与所述左夹板之间，所述第二蝶形弹簧夹持在所述右夹持件与所述右夹板之间。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的金属复合摩擦阻尼器，其特征在于，进一步包括 第三连接件，所述第三连接件穿过所述左夹板和所述右夹板，所述第三连接件与所述左摩 擦板、所述右摩擦板和所述核心金属板中的每一个间隔开。
【文档编号】E04B1/98GK104088374SQ201410262144
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】潘鹏, 陈浩文, 刘继新, 孙江波, 林劲松 申请人:清华大学, 北京羿射旭科技有限公司