一种转动摩擦阻尼器试件及系统的制作方法

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种转动摩擦阻尼器试件及系统。

背景技术：

转动摩擦阻尼器是一种重要的减震消能装置，转动摩擦阻尼器可以很好消耗地震能量，保护结构物免受地震损害，因而转动摩擦阻尼器广泛应用于建筑结构设计中，其中，摩擦阻尼器的力学性能的评价尤为重要，合理的配置转动摩擦阻尼器能够更加有效的提高建筑物在地震作用下的整体性能，因而通过试验来测试转动摩擦阻尼器耗能效果尤为重要。

在转动摩擦阻尼器试验系统中，转动摩擦阻尼器试件用来代替安装在建筑物中的转动摩擦阻尼器，转动摩擦试件包括两块铰接在一起的钢板，铰接点处设有弹性摩擦片，转动摩擦阻尼器试验系统中的加载装置对钢板施力，当加载装置施加的力足以克服两块钢板铰接点处弹性摩擦片的摩擦力时，两块钢板会发生转动，转动的过程中会消耗能量，以此来模拟建筑物震动过程中，转动摩擦阻尼器通过转动变形来消耗震动能量的过程。

转动摩擦试件的弹性摩擦片的摩擦系数，以及钢板在铰接点处的预紧力的大小影响转动摩擦试件的抗震性能，目前在进行试验时，会加工多个转动摩擦试件，该多个转动摩擦试件采用的摩擦片系数以及交界处的预紧力大小均不同，试验时分别对每个转动摩擦试件的抗震性能进行测试，因此需要对整个转动摩擦试件进行更换，一方面，需要加工多个转动摩擦试件，使得加工成本较高，且加工时间较长，另一方面，更换整个转动摩擦试件的过程也需要较长的时间，影响测试效率。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，一方面，本发明提供了一种转动摩擦阻尼器试件，所述转动摩擦阻尼试件包括：三个固定件、两个转动件、多个摩擦饼、固定座、螺杆、螺母和应变片；

三个固定件间隔固定在固定座上，每两个固定件之间设有一个转动件，每个转动件和与其相邻的固定件之间均设有两个摩擦饼，应变片贴在螺杆表面，螺杆穿过每个固定件、每个转动件以及每个摩擦饼，螺杆的两端通过螺母拧紧；

每个转动件和与其相邻的固定件之间的两个摩擦饼分别为第一摩擦饼和第二摩擦饼，第一摩擦饼固定在转动件内且第一摩擦饼的表面高于转动件的表面，第二摩擦饼固定在固定件内且第二摩擦饼的表面高于固定件的表面，第一摩擦饼与第二摩擦饼紧密接触。

所述第一摩擦饼的侧面均匀分布有多个限位齿，所述转动件上设有第一镶嵌槽，第一镶嵌槽的侧面均匀连通多个第一限位槽，第一摩擦饼安装在第一镶嵌槽内且第一摩擦饼的每个限位齿对应卡在一个第一限位槽内。

所述第二摩擦饼的侧面均匀分布有多个限位齿，所述固定件上设有第二镶嵌槽，第二镶嵌槽的侧面均匀连通多个第二限位槽，第二摩擦饼安装在第二镶嵌槽内且第二摩擦饼的每个限位齿对应卡在一个第二限位槽内。

所述三个固定件分别为第一固定件、第二固定件和第三固定件，第一固定件、第二固定件和第三固定件间隔固定在所述固定座上，第二固定件位于第一固定件和第二固定件之间；

第一固定件远离第二固定件的表面与所述固定座的表面之间设有加强板，第三固定件远离第二固定件的表面与所述固定座的表面之间设有加强板；

在所述固定座的表面，且位于第一固定件与第二固定件之间设有加强板，在所述固定座的表面，且位于第二固定件与第三固定件之间设有加强板。

每个所述固定件包括均摩擦饼固定区和加强板固定区，摩擦饼固定区与加强板固定区相连接；

所述第二摩擦饼安装在摩擦饼固定区，加强板与加强板固定区相连，加强板固定区为梯形且梯形的底边固定在所述固定座上。

另一方面，本发明提供了一种转动摩擦阻尼器试验系统，所述转动摩擦阻尼器试验系统包括剪力墙固定台、加载装置、转换连接装置、地面固定台、数据处理装置以及所述转动摩擦阻尼器试件；

加载装置的一端固定在剪力墙固定台上，另一端与转换连接装置的一端连接，转换连接装置的另一端与所述转动摩擦阻尼器试件的两个转动件安装在一起，所述转动摩擦阻尼器试件的固定座安装在地面固定台上，加载装置与数据处理装置连接，所述转动摩擦阻尼器试件的应变片与数据处理装置连接。

所述加载装置为作动器。

所述作动器的中心轴线位于所述转动摩擦阻尼器试件的两个转动件的对称面上且所述作动器的中心轴线与地面平行。

在本发明中，摩擦饼可以进行更换，当摩擦饼的材质不同时，转动摩擦阻尼器试件的摩擦力系数不同；当螺母的拧紧力不同时，转动摩擦阻尼器试件的预紧力不同，当拧紧力较大时，螺杆会伸长，因而贴在螺杆表面的应变片也会随之伸长，通过应变片的伸长长度即可知道螺杆的伸长长度，通过螺杆的伸长长度以及螺杆的伸长长度与预紧力的对应关系可以得知预紧力的大小，因此，在进行摩擦转动阻尼器试验时，通过更换不同的材质的摩擦饼以及对螺母施加不同的拧紧力即可，无需更换整个摩擦阻尼器试件，节约了加工成本，节省了安装时间，提高了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的转动摩擦阻尼器试件的结构示意图；

图2是本发明提供的摩擦饼的结构示意图；

图3是本发明提供的第一转动件的结构示意图；

图4是本发明提供的第二固定件的结构示意图；

图5是本发明提供的第一固定件的结构示意图；

图6是本发明提供的转动摩擦阻尼器试验系统的结构示意图。

其中，

1第一固定件，2第二固定件，3第三固定件，4第一转动件，5第二转动件，6摩擦饼，6a第一摩擦饼，6b第二摩擦饼，7固定座，8螺杆，9螺母，10螺栓孔，11限位齿，12第一镶嵌槽，13第一限位槽，14第二镶嵌槽，15第二限位槽，16加强板，17剪力墙固定台，18加载装置，19转换连接装置，20地面固定台，21剪力墙，22地面，a摩擦饼固定区，b加强板固定区。

具体实施方式

实施例1

为了解决现有技术存在的问题，如图1所示，本发明提供了一种转动摩擦阻尼器试件，该转动摩擦阻尼试件包括：三个固定件，三个固定件分别为第一固定件1、第二固定件2和第三固定件3，第二固定件2位于第一固定件1和第二固定件2之间，两个转动件，两个转动件分别为第一转动件4和第二转动件5，多个摩擦饼6、固定座7、螺杆8、螺母9和应变片；

三个固定件间隔固定在固定座7上，每两个固定件之间设有一个转动件，每个转动件和与其相邻的固定件之间均设有两个摩擦饼6，即参见图1，第一固定件1和第二固定件2之间设有第一转动件4，第二固定件2与第三固定件3之间设有第二转动件5，第一转动件4与第一固定件1之间设有两个摩擦饼6，第一转动件4与第二固定件2之间设有两个摩擦饼6，第二转动件5与第二固定件2之间设有两个摩擦饼6，第二转动件5与第三固定件3之间设有两个摩擦饼6，其中所有摩擦饼6的结构和材质相同；

应变片贴在螺杆8表面，未在图中示出，螺杆8穿过每个固定件、每个转动件以及每个摩擦饼6，螺杆8的两端通过螺母9拧紧；

每个转动件和与其相邻的固定件之间的两个摩擦饼6分别为第一摩擦饼6a和第二摩擦饼6b，第一摩擦饼6a固定在转动件内，第二摩擦饼6b固定在固定件内，第一摩擦饼6a与第二摩擦饼6b紧密接触，即参见图1，第一转动件4与第一固定件1之间的第一摩擦饼6a固定在第一转动件4内，第二摩擦饼6b固定在第一固定件1内，第一转动件4与第二固定件2之间的第一摩擦饼6a固定在第一转动件4内，第二摩擦饼6b固定在第二固定件2内，第二转动件5与第二固定件2之间的第一摩擦饼6a固定在第二转动件5内，第二摩擦饼6b固定在第二固定件2内，第二转动件5与第三固定件3之间的第一摩擦饼6a固定在第二转动件5内，第二摩擦饼6b固定在第三固定件3内。

在本发明中，摩擦饼6可以进行更换，当摩擦饼6的材质不同时，转动摩擦阻尼器试件的摩擦力系数不同；当螺母9的拧紧力不同时，转动摩擦阻尼器试件的预紧力不同，当拧紧力较大时，螺杆8会伸长，因而贴在螺杆8表面的应变片也会随之伸长，通过应变片的伸长长度即可知道螺杆8的伸长长度，通过螺杆8的伸长长度以及螺杆8的伸长长度与预紧力的对应关系可以得知预紧力的大小，因此，在进行摩擦转动阻尼器试验时，通过更换不同的材质的摩擦饼6以及对螺母9施加不同的拧紧力即可，无需更换整个摩擦阻尼器试件，节约了加工成本，节省了安装时间，提高了测试效率。

如图2所示，为本发明中摩擦饼6的结构示意图，摩擦饼6的中心设有螺栓孔10，用于穿过螺杆8，摩擦转动阻尼器试件的每个摩擦饼6的侧面都均匀分布有多个限位齿11；

转动件上设有第一镶嵌槽12，第一镶嵌槽12的中心设有螺栓孔10，用于穿过螺杆8，第一镶嵌槽12的侧面均匀连通多个第一限位槽13，第一摩擦饼6a安装在第一镶嵌槽12内且第一摩擦饼6a的每个限位齿11对应卡在一个第一限位槽13内，如图3所示，为示出的第一转动件4的结构示意图，第一转动件4的两个侧面均设有第一镶嵌槽12和第一限位槽13，其中，第二转动件5的结构与图3中示出的第一转动件4的结构相同，如图1所示，如此保证第一摩擦饼6a与第一转动件4之间以及第一摩擦饼6a与第二转动件5之间不会发生相对转动；

固定件上设有第二镶嵌槽14，第二镶嵌槽14的中心设有螺栓孔10，用于穿过螺杆8，第二镶嵌槽14的侧面均匀连通多个第二限位槽15，第二摩擦饼6b安装在第二镶嵌槽14内且第二摩擦饼6b的每个限位齿11对应卡在一个第二限位槽15内，具体地，如图4所示，且参见图1，图4为第二固定件2的结构示意图，由于第二固定件2位于第一转动件4和第二转动件5之间，因此，第二固定件2的两个侧面均设有第二镶嵌槽14和第二限位槽15，如图5所示，且参见图1，图5为第一固定件1的结构示意图，第一固定件1上只有一个侧面设有第二镶嵌槽14和第二限位槽15，其中，第三固定件3的结构与图5中示出的第一固定件1的结构相同，即只有一个侧面上设有第二镶嵌槽14和第二限位槽15，如此保证第二摩擦饼6b与第一固定件1之间、第二摩擦饼6b与第二固定件2之间以及第二摩擦饼6b与第三固定件3之间不会发生相对转动。

如图1所示，本发明中第一摩擦饼6a的表面高于转动件的表面，第二摩擦饼6b的表面高于固定件的表面，且第一摩擦饼6a和第二摩擦饼6b紧密接触，因此，当第一转动件4和第二转动件5同时发生转动时，能够保证互相接触的第一摩擦饼6a与第二摩擦饼6b之间克服摩擦力发生相对转动，本发明中的摩擦饼6的材料为能够提供稳定摩擦系数的金属材料，可通过更换不同材质的摩擦饼6来改变转动摩擦阻尼器试件的摩擦系数。

为了增加结合面的强度，如图1所示，在第一固定件1远离第二固定件2的表面与固定座7的表面之间设置加强板16，在第三固定件3远离第二固定件2的表面与固定座7的表面之间设置加强板16；

在固定座7的表面，且位于第一固定件1与第二固定件2之间设置加强板16，在固定座7的表面，且位于第二固定件2与第三固定件3之间设置加强板16。

在本发明中，每个固定件包括均摩擦饼固定区和加强板固定区，摩擦饼固定区与加强板固定区相连接，参见图4，能示出第一固定件1的摩擦饼固定区a与加强板固定区b，如图5所示，能示出第二固定件2的摩擦饼固定区a与加强板固定区b；

第二摩擦饼6b安装在摩擦饼固定区a，加强板16与加强板固定区b相连，加强板固定区b为梯形且梯形的底边固定在固定座7上。如此设置固定件的结构能够进一步增加转动摩擦阻尼器试件的强度。

实施例2

如图6所示，本发明实施例提供了一种转动摩擦阻尼器试验系统，该转动摩擦阻尼器试验系统包括剪力墙固定台17、加载装置18、转换连接装置19、地面固定台20、数据处理装置以及实施例1中的转动摩擦阻尼器试件；

加载装置18的一端固定在剪力墙固定台17上，另一端与转换连接装置19的一端连接，转换连接装置19的另一端与转动摩擦阻尼器试件的两个转动件安装在一起，转动摩擦阻尼器试件的固定座7安装在地面固定台20上，加载装置18与数据处理装置连接，转动摩擦阻尼器试件的应变片与数据处理装置连接。

剪力墙固定台17固定在剪力墙21上，地面固定台20固定在地面22上，剪力墙21的作用是承担加载装置18的反作用力，剪力墙固定台17的作用是连接剪力墙21与加载装置18的连接构件，地面固定台20是将转动摩擦阻尼器试件与地面22固定起来的一个过度构件。

加载装置18可以为作动器，作动器的中心轴线位于转动摩擦阻尼器试件的两个转动件的对称面上且作动器的中心轴线与地面22平行，一方面，能够保证作动器对第一转动件4和第二转动件5垂直施加载荷，另一方面，能够防止第一转动件4和第二转动件5受力不均匀。

当使用该转动摩擦阻尼器试验系统时，加载装置18推动转换连接装置19，通过转换连接装置19同时推动第一转动件4和第二转动件5，当推力大小足够克服转动件与固定件之间紧密接触的两个摩擦饼6之间的摩擦力时，第一转动件4和第二转动件5会相对于三个固定件同时发生转动，且在转动的过程中会消耗能量，通过摩擦饼6的材质可以得知转动摩擦阻尼器试件的摩擦系数，通过数据处理装置接收到的应变片的长度变化可以得知螺杆8的长度变化，根据数据处理装置内存储的螺杆8的预紧力与长度的对应关系可以得知转动摩擦阻尼器试件的预紧力大小，数据处理装置可以得到作动器的推力、转动摩擦阻尼器的摩擦系数和预紧力，因此，通过改变作动器的推力的大小、摩擦饼6的材质、预紧力的大小，以及测量转动摩擦阻尼器试件的转动件与固定件形成的转角的变化，可以得出在相同的推力作用下，不同的摩擦系数和预紧力的情况下，转动摩擦阻尼器试件的抗震性能，或者在同一摩擦系数以及预紧力的情况下，不同推力作用下转动摩擦阻尼器试件的抗震性能，无需更换整套转动摩擦阻尼器试件，仅仅更换不同材质的摩擦饼6以及改变螺母9的拧紧程度即可，节约转动摩擦阻尼器试件的加工成本，以及减少了更换试件的时间，提高了测试效率。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。