一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑的制作方法

文档序号:13704878阅读:313来源:国知局
技术领域本发明涉及结构减震技术领域,具体地说是一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑。

背景技术:
被动耗能装置因其构造简单、造价低以及易于维护等优点备受工程界关注,是目前发展成熟且应用较为广泛的振动控制技术。然而,目前开发应用的被动耗能装置存在着诸多缺点,比如粘弹性阻尼器易老化、粘滞阻尼器维护困难、软钢阻尼器的塑性残余变形不可恢复等。摩擦阻尼器具有良好的耗能能力,且耗能性能受荷载大小、加载频率和加载循环次数的影响较小,但和以上其它被动阻尼器一样不具备自复位功能,地震作用后存在残余位移。

技术实现要素:
本发明的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑,该支撑结构构造简单、耗能性能稳定,卸载后基本无残余变形且易于更换。本发明一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑,包括第一槽钢1和第二槽钢2,第一槽钢1、第二槽钢2的外端分别依次连有圆管7和连接板8;第一槽钢1开口向下,第二槽钢2开口向上,二者通过连接件4压紧接触面以提供摩擦力;第一槽钢1翼缘左右两边分别设置有等距分布的四个第一螺栓5,第二槽钢2翼缘左右两边分别设置有四个第二螺栓5-1,第二螺栓5-1两两相对于第二槽钢2中轴线对称设置;第一螺栓5与对应第二螺栓5-1之间通过形状记忆合金丝3相连。第一槽钢1的腹板开设有两个矩形螺栓方孔,第二槽钢2的腹板开设有两个螺栓圆孔,连接件4为螺栓。槽钢于圆管7之间、圆管7与连接板8之间均设置有端板6。连接板8端部开孔,用于与主体结构相连。与现有技术相比,本发明的有益效果在于:摩擦阻尼器可以提供较大的初始刚度和附加阻尼,具有良好的耗能能力,且耗能性能受荷载大小、加载频率和加载循环次数的影响较小;形状记忆合金(英文全称ShapeMemoryAlloy,简称SMA)材料兼具感知和驱动功能,具有独特的形状记忆效应和超弹性,卸载后没有残余变形。本发明兼具摩擦阻尼器和SMA材料的优点,取长补短,极大地改善了结构的减震效果,提高了经济效益。本发明构造简单,耗能性能稳定,卸载后几乎没有残余变形,且易于更换。附图说明图1为本发明的整体结构示意图。图2为槽钢的结构示意图。图3为圆管的结构示意图。图4为槽钢一侧的形状记忆合金丝连接示意图。图中,1为第一槽钢,2为第二槽钢,3为形状记忆合金丝,4为连接件,5为第一螺栓,5-1为第二螺栓,6为端板,7为圆管,8为连接板。具体实施方式下面通过实施例,并结合附图对本发明作进一步说明。如图1-图4所示,一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑,包括第一槽钢1和第二槽钢2,第一槽钢1、第二槽钢2的外端分别依次连有圆管7和连接板8;第一槽钢1开口向下,第二槽钢2开口向上,二者通过连接件4压紧接触面以提供摩擦力;第一槽钢1翼缘左右两边分别设置有等距分布的四个第一螺栓5,第二槽钢2翼缘左右两边分别设置有四个第二螺栓5-1,第二螺栓5-1两两相对于第二槽钢2中轴线对称设置;第一螺栓5与对应第二螺栓5-1之间通过形状记忆合金丝3相连。第一槽钢1的腹板开设有两个矩形螺栓方孔,第二槽钢2的腹板开设有两个螺栓圆孔,连接件4为螺栓。所述第一槽钢1、第二槽钢2的腹板螺栓孔宽度(直径)比连接件4螺栓的直径宽1-2mm。槽钢于圆管7之间、圆管7与连接板8之间均设置有端板6。连接板8端部开孔,用于与主体结构相连。所述各部件均采用焊接连接。本发明支撑结构,利用形状记忆合金丝的超弹性性能实现自复位,利用螺栓压紧接触面所提供的摩擦力进行耗能。图1中,当耗能支撑左端固定、右端施加拉力时,耗能支撑右半部分合金丝不工作,左半部分合金丝处于受拉状态,槽钢腹板螺栓向右滑动,卸除拉力后,耗能支撑基本复位到初始位置;反向加载时,耗能支撑右半部分合金丝处于受拉状态,槽钢腹板螺栓向左滑动,卸载拉力后,耗能支撑基本复位到初始位置。如此往复。
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