一种双向位移放大形状记忆合金阻尼器的制作方法

本发明涉及工程结构抗震减振技术领域，更具体地说是一种双向位移放大形状记忆合金阻尼器。

背景技术

地震、强风等外部激励的作用使土木工程结构容易产生大幅振动，对其安全性、舒适性构成了严重的威胁。面对现实环境中发生的各种振动灾害，提高工程结构的抗震、抗风能力和抗灾性能显得尤为重要，人们也一直在探求各种方法来有效减轻和抑制振动响应给工程结构带来的危害。近年来各种利用粘弹性材料、粘滞流体等材料开发的阻尼器取得了一定的减振效果，但此类材料制作的阻尼器在工程中的应用尚需克服诸如抗疲劳、抗老化、耐久性、耐腐蚀性及流体阻尼器可能存在的渗漏现象等普遍存在的问题。形状记忆合金是一种新型功能材料，具有显著的形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性，以及可恢复变形大、高耗能、良好的耐腐蚀和耐疲劳性等优点且其拉扭效果俱佳，开发利用形状记忆合金材料阻尼器可以克服已有常规阻尼器的诸多问题。

形状记忆合金(shapememoryalloy，简称sma)是一种新型的功能材料，具有形状记忆特性、超弹性效应和高阻尼特性，在土木工程结构振动控制领域受到极大关注。超弹性是指合金在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时这种应变可自动恢复。sma装置与传统装置相比，具有耐久性和耐腐蚀性好、使用期限长、允许变形大并且变形可恢复等一系列优点。

利用形状记忆合金伪弹性的高耗能和大变形自恢复特征构造的阻尼器可实现减震和结构的自恢复的双重功能，在设计时为了保护结构不受地震损坏，要求阻尼器先于结构发生屈服，现有技术中的形状记忆合金阻尼器一般只能发生单方向的变形，适用范围较窄。形状记忆合金的屈服变形与形状记忆合金的长度成正比，现有阻尼器中形状记忆合金的长度往往受到限制，从而使阻尼器的滞回耗能能力受到了制约。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双向位移放大形状记忆合金阻尼器，采用双向位移放大装置，满足了阻尼器双向减震的需求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双向位移放大形状记忆合金阻尼器，包括箱体，所述箱体内设有双向位移放大装置，所述双向位移放大装置包括动杆和设置在所述动杆上的至少一个双向位移放大组件，所述动杆与所述箱体沿左右方向滑动连接，所述双向位移放大组件包括形状记忆合金丝组、左放大构件和右放大构件，所述形状记忆合金丝组由多条位置相对应的形状记忆合金丝组成，所述形状记忆合金丝均平行于所述动杆的中心线，所述左放大构件位于所述形状记忆合金丝组的左侧且与所述形状记忆合金丝的左端均连接，所述右放大构件位于所述形状记忆合金丝组的右侧且与所述形状记忆合金丝的右端均连接。

所述左放大构件包括上左放大结构和下左放大结构，所述右放大构件包括上右放大结构和下右放大结构，所述形状记忆合金丝组包括形状记忆合金丝上分组和形状记忆合金丝下分组，所述上左放大结构与所述形状记忆合金丝上分组的左端相对应，所述下左放大结构与所述形状记忆合金丝下分组的左端相对应，所述上右放大结构与所述形状记忆合金丝上分组的右端相对应，所述下右放大结构与所述形状记忆合金丝下分组的右端相对应。

所述上左放大结构和上右放大结构均包括沿竖直方向布置的上摆板，所述上摆板通过沿前后方向布置的上摆板铰接销钉与箱体铰接，所述上摆板铰接销钉将所述上摆板分为上摆动部和上推动部，所述上摆动部位于上推动部的上方，所述上摆动部沿竖直方向长度大于所述上推动部沿竖直方向长度，所述上左放大结构的上摆动部与所述形状记忆合金丝上分组左端位置相对应，所述上右放大结构的上摆动部与所述形状记忆合金丝上分组右端位置相对应，所述上左放大结构、上右放大结构的上推动部均与所述动杆连接；当所述动杆沿左右方向移动时，所述上摆板以所述上摆板铰接销钉为转轴发生转动，且所述上推动部与所述上摆动部运动方向相反，当所述动杆向右移动时，所述上左放大结构的上推动部在所述动杆带动下向右移动，所述上左放大结构的上摆动部向左移动并对所述形状记忆合金丝上分组左端施加向左的作用力，所述上右放大结构的上推动部在所述动杆带动下向右移动，所述上右放大结构的上摆动部向左移动并远离所述形状记忆合金丝上分组右端；当所述动杆向左移动时，所述上左放大结构的上推动部在所述动杆带动下向左移动，所述上左放大结构的上摆动部向右移动并远离所述形状记忆合金丝上分组左端，所述上右放大结构的上推动部在所述动杆带动下向左移动，所述上右放大结构的上摆动部向右移动并对所述形状记忆合金丝上分组右端施加向右的作用力。

所述下左放大结构和下右放大结构均包括沿竖直方向布置的下摆板，所述下摆板通过沿前后方向布置的下摆板铰接销钉与箱体铰接，所述下摆板铰接销钉将所述下摆板分为下摆动部和下推动部，所述下摆动部位于下推动部的下方，所述下摆动部沿竖直方向长度大于所述下推动部沿竖直方向长度，所述下左放大结构的下摆动部与所述形状记忆合金丝下分组左端位置相对应，所述下右放大结构的下摆动部与所述形状记忆合金丝下分组右端位置相对应，所述下左放大结构、下右放大结构的下推动部均与所述动杆连接；当所述动杆沿左右方向移动时，所述下摆板以所述下摆板铰接销钉为转轴发生转动，且所述下推动部与所述下摆动部运动方向相反，当所述动杆向右移动时，所述下左放大结构的下推动部在所述动杆带动下向右移动，所述下左放大结构的下摆动部向左移动并对所述形状记忆合金丝下分组左端施加向左的作用力，所述下右放大结构的下推动部在所述动杆带动下向右移动，所述下右放大结构的下摆动部向左移动并远离所述形状记忆合金丝下分组右端；当所述动杆向左移动时，所述下左放大结构的下推动部在所述动杆带动下向左移动，所述下左放大结构的下摆动部向右移动并远离所述形状记忆合金丝下分组左端，所述下右放大结构的下推动部在所述动杆带动下向左移动，所述下右放大结构的下摆动部向右移动并对所述形状记忆合金丝下分组右端施加向右的作用力。

所述上左放大结构的上推动部和所述下左放大结构的下推动部均通过左推力销钉与所述动杆连接，所述上右放大结构的上推动部和所述下右放大结构的下推动部均通过右推力销钉与所述动杆连接，所述左推力销钉和右推力销钉均沿前后方向布置，所述动杆上设有供所述上推动部和所述下推动部转动的通孔，所述上推动部下端沿前后方向的宽度大于所述下推动部上端沿前后方向的宽度，所述上推动部下端沿左右方向开设有供所述下推动部上端插入的纵开口，所述上推动部下端沿前后方向开设有供所述左推力销钉穿过的第一横开口，所述下推动部下端沿前后方向开设有供所述左推力销钉穿过的第二横开口。

所述形状记忆合金丝上分组和所述形状记忆合金丝下分组均包括两条形状记忆合金丝，上分组的两条形状记忆合金丝的左端均通过上左滑动销钉固定连接，上分组的两条形状记忆合金丝的右端均通过上右滑动销钉固定连接，下分组的两条形状记忆合金丝的左端均通过下左滑动销钉固定连接，下分组的两条形状记忆合金丝的右端均通过下右滑动销钉固定连接，所述上左滑动销钉、上右滑动销钉、下左滑动销钉和下右滑动销钉均沿前后方向布置，所述上左放大结构的上摆动部位于所述上左滑动销钉的右侧，所述下左放大结构的下摆动部位于所述下左滑动销钉的右侧，所述上右放大结构的上摆动部位于所述上右滑动销钉的左侧，所述下右放大结构的下摆动部位于所述下右滑动销钉的左侧。

所述箱体内固设有用于支撑所述上左滑动销钉的两个上左滑槽、用于支撑所述下左滑动销钉的两个下左滑槽、用于支撑所述上右滑动销钉的两个上右滑槽、用于支撑所述下右滑动销钉的两个下右滑槽，两个上左滑槽分别位于所述上左滑动销钉的前后两侧且所述上左滑动销钉的前后两端与对应的上左滑槽滑动连接，两个下左滑槽分别位于所述下左滑动销钉的前后两侧且所述下左滑动销钉的前后两端与对应的下左滑槽滑动连接，两个上右滑槽分别位于所述上右滑动销钉的前后两侧且所述上右滑动销钉的前后两端与对应的上右滑槽滑动连接，两个下右滑槽分别位于所述下右滑动销钉的前后两侧且所述下右滑动销钉的前后两端与对应的下右滑槽滑动连接。

所述动杆左端或右端设有摩擦组件，所述摩擦组件包括关于动杆中心线对称布置的两个子摩擦组件，两个所述子摩擦组件均包括与所述动杆接触的摩擦块和用于调节摩擦块与动杆之间压力的压紧调节装置，所述压紧调节装置位于所述摩擦块的外侧；所述压紧调节装置包括调节螺钉和压紧弹簧，所述调节螺钉位于所述压紧弹簧的外侧，所述压紧弹簧的内端与所述摩擦块的外端面抵接。

所述调节螺钉和压紧弹簧均通过固定挡块进行支撑，所述固定挡块上设有沿竖直方向的通孔，所述调节螺钉、压紧弹簧和摩擦块外端由外之内依次位于所述通孔内，所述调节螺钉与所述通孔螺纹连接，所述固定挡块固定在所述箱体上。

所述动杆通过导向结构与所述箱体沿左右方向滑动连接，所述导向结构包括设置在所述动杆左端和右端的两个子导向结构，所述子导向结构包括设置在动杆上的导向槽及与导向槽配合的导向块，所述导向槽沿左右方向布置，所述导向块与所述箱体固定连接；所述箱体的左端设有左安装孔，所述动杆右端设有右安装孔。

本发明的有益效果如下：

一、为了满足阻尼器可产生双向减震的需求，本发明采用了双向位移放大装置，双向位移放大装置的双向位移放大组件包括形状记忆合金丝组、左放大构件和右放大构件，当阻尼器的动杆向右运动时，左放大构件和形状记忆合金丝可以产生向左的阻尼，当阻尼器的动杆向左运动时，右放大构件和形状记忆合金丝可以产生向右的阻尼；为了增加阻尼器中形状记忆合金丝的长度，本发明的形状记忆合金丝组由多条位置相对应的形状记忆合金丝组成，在不增加阻尼器长度的情况下，增加了形状记忆合金丝的长度；

二、本发明的左放大构件包括上左放大结构和下左放大结构，上左放大结构和下左放大结构对称布置，保证了左放大构件的稳定性；右放大构件包括上右放大结构和下右放大结构，上右放大结构和下右放大结构对称布置，保证了右放大构件的稳定性；

三、本发明中上摆动部沿竖直方向长度大于上推动部沿竖直方向长度，下摆动部沿竖直方向长度大于下推动部沿竖直方向长度，当动杆发生较小位移时，形状记忆合金丝就可以发生较大位移，便于双向位移放大组件的位移放大作用；

四、本发明中上摆动部与下摆动部均对应两条形状记忆合金丝，耗能的能力较强，更有利于减震；

五、为了提高阻尼器的减震耗能效果，在动杆的左端或右端设置了摩擦组件，摩擦组件可以消耗一部分能量；

六、为了保证本发明阻尼器中动杆的运动平稳性，动杆通过导向结构与箱体沿左右方向滑动连接。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中沿a-a向的剖视图；

图3是图2中b处放大图；

图4是图1中沿c-c向的断面图；

图5是图1中沿d-d向的断面图；

图6是图1中沿e-e向的断面图；

图7是图1中放大组件的主视图；

图8是图1中上摆板的主视图；

图9是图8中沿f-f向的断面图；

图10是图8的仰视图；

图11是1中下摆板的主视图；

图12是图11中沿g-g向的断面图；

图13是图11的俯视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图13所示，一种双向位移放大形状记忆合金阻尼器，包括箱体1，所述箱体1内设有双向位移放大装置，所述双向位移放大装置包括动杆2和设置在所述动杆2上的至少一个双向位移放大组件，本实施例中设有两个双向位移放大组件。所述动杆2与所述箱体1沿左右方向滑动连接，所述双向位移放大组件包括形状记忆合金丝组、左放大构件和右放大构件，所述形状记忆合金丝组由多条位置相对应的形状记忆合金丝组成，所述形状记忆合金丝3均平行于所述动杆2的中心线。所述左放大构件位于所述形状记忆合金丝组的左侧且与所述形状记忆合金丝3的左端均连接，所述右放大构件位于所述形状记忆合金丝组的右侧且与所述形状记忆合金丝3的右端均连接。

所述左放大构件包括上左放大结构和下左放大结构，所述右放大构件包括上右放大结构和下右放大结构。所述形状记忆合金丝组包括形状记忆合金丝上分组和形状记忆合金丝下分组，所述上左放大结构与所述形状记忆合金丝上分组的左端相对应，所述下左放大结构与所述形状记忆合金丝下分组的左端相对应，所述上右放大结构与所述形状记忆合金丝上分组的右端相对应，所述下右放大结构与所述形状记忆合金丝下分组的右端相对应。

所述上左放大结构和上右放大结构均包括沿竖直方向布置的上摆板4，所述上摆板4通过沿前后方向布置的上摆板铰接销钉5与箱体1铰接。所述上摆板铰接销钉5将所述上摆板4分为上摆动部6和上推动部7，所述上摆动部6位于上推动部7的上方，所述上摆动部6沿竖直方向长度大于所述上推动部7沿竖直方向长度。所述上左放大结构的上摆动部6与所述形状记忆合金丝上分组左端位置相对应，所述上右放大结构的上摆动部6与所述形状记忆合金丝上分组右端位置相对应，所述上左放大结构、上右放大结构的上推动部7均与所述动杆2连接。当所述动杆2沿左右方向移动时，所述上摆板4以所述上摆板铰接销钉5为转轴发生转动，且所述上推动部7与所述上摆动部6运动方向相反。当所述动杆2向右移动时，所述上左放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向右移动，所述上左放大结构的上摆动部6向左移动并对所述形状记忆合金丝上分组左端施加向左的作用力，所述上右放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向右移动，所述上右放大结构的上摆动部6向左移动并远离所述形状记忆合金丝上分组右端。当所述动杆2向左移动时，所述上左放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向左移动，所述上左放大结构的上摆动部6向右移动并远离所述形状记忆合金丝上分组左端，所述上右放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向左移动，所述上右放大结构的上摆动部6向右移动并对所述形状记忆合金丝上分组右端施加向右的作用力。

所述下左放大结构和下右放大结构均包括沿竖直方向布置的下摆板8，所述下摆板8通过沿前后方向布置的下摆板铰接销钉9与箱体1铰接。所述下摆板铰接销钉9将所述下摆板8分为下摆动部10和下推动部11，所述下摆动部10位于下推动部11的下方，所述下摆动部10沿竖直方向长度大于所述下推动部11沿竖直方向长度。所述下左放大结构的下摆动部10与所述形状记忆合金丝下分组左端位置相对应，所述下右放大结构的下摆动部10与所述形状记忆合金丝下分组右端位置相对应，所述下左放大结构、下右放大结构的下推动部11均与所述动杆2连接。当所述动杆2沿左右方向移动时，所述下摆板8以所述下摆板铰接销钉9为转轴发生转动，且所述下推动部11与所述下摆动部10运动方向相反。当所述动杆2向右移动时，所述下左放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向右移动，所述下左放大结构的下摆动部10向左移动并对所述形状记忆合金丝下分组左端施加向左的作用力，所述下右放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向右移动，所述下右放大结构的下摆动部10向左移动并远离所述形状记忆合金丝下分组右端。当所述动杆2向左移动时，所述下左放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向左移动，所述下左放大结构的下摆动部10向右移动并远离所述形状记忆合金丝下分组左端，所述下右放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向左移动，所述下右放大结构的下摆动部10向右移动并对所述形状记忆合金丝下分组右端施加向右的作用力。

所述上左放大结构的上推动部7和所述下左放大结构的下推动部11均通过左推力销钉12与所述动杆2连接，所述上右放大结构的上推动部7和所述下右放大结构的下推动部11均通过右推力销钉13与所述动杆2连接，所述左推力销钉12和右推力销钉13均沿前后方向布置。所述动杆2上设有供所述上推动部7和所述下推动部11转动的通孔14，所述上推动部7下端沿前后方向的宽度大于所述下推动部11上端沿前后方向的宽度，所述上推动部7下端沿左右方向开设有供所述下推动部11上端插入的纵开口15，所述上推动部7下端沿前后方向开设有供所述左推力销钉12穿过的第一横开口16，所述下推动部11下端沿前后方向开设有供所述左推力销钉12穿过的第二横开口17。

所述形状记忆合金丝上分组和所述形状记忆合金丝下分组均包括两条形状记忆合金丝3，上分组的两条形状记忆合金丝3的左端均通过上左滑动销钉18固定连接，上分组的两条形状记忆合金丝3的右端均通过上右滑动销钉19固定连接，下分组的两条形状记忆合金丝3的左端均通过下左滑动销钉20固定连接，下分组的两条形状记忆合金丝3的右端均通过下右滑动销钉21固定连接，所述上左滑动销钉18、上右滑动销钉19、下左滑动销钉20和下右滑动销钉21均沿前后方向布置。所述上左放大结构的上摆动部6位于所述上左滑动销钉18的右侧，所述下左放大结构的下摆动部10位于所述下左滑动销钉20的右侧，所述上右放大结构的上摆动部6位于所述上右滑动销钉19的左侧，所述下右放大结构的下摆动部10位于所述下右滑动销钉21的左侧。

所述箱体1内固设有用于支撑所述上左滑动销钉18的两个上左滑槽22、用于支撑所述下左滑动销钉20的两个下左滑槽23、用于支撑所述上右滑动销钉19的两个上右滑槽24、用于支撑所述下右滑动销钉21的两个下右滑槽25，两个上左滑槽22分别位于所述上左滑动销钉18的前后两侧且所述上左滑动销钉18的前后两端与对应的上左滑槽22滑动连接，两个下左滑槽23分别位于所述下左滑动销钉20的前后两侧且所述下左滑动销钉20的前后两端与对应的下左滑槽23滑动连接，两个上右滑槽24分别位于所述上右滑动销钉19的前后两侧且所述上右滑动销钉19的前后两端与对应的上右滑槽24滑动连接，两个下右滑槽25分别位于所述下右滑动销钉21的前后两侧且所述下右滑动销钉21的前后两端与对应的下右滑槽25滑动连接。

所述动杆2左端或右端设有摩擦组件，所述摩擦组件包括关于动杆2中心线对称布置的两个子摩擦组件26，两个所述子摩擦组件26均包括与所述动杆2接触的摩擦块27和用于调节摩擦块27与动杆2之间压力的压紧调节装置，所述压紧调节装置位于所述摩擦块27的外侧。当动杆2向右移动时，摩擦块27与动杆2之间产生对动杆2向左的摩擦阻力，当动杆2向左移动时，摩擦块27与动杆2之间产生对动杆2向右的摩擦阻力。

所述压紧调节装置包括调节螺钉28和压紧弹簧29，所述调节螺钉28位于所述压紧弹簧29的外侧，所述压紧弹簧29的内端与所述摩擦块27的外端面抵接。

所述调节螺钉28和压紧弹簧29均通过固定挡块30进行支撑，所述固定挡块30上设有沿竖直方向的通孔31，所述调节螺钉28、压紧弹簧29和摩擦块27外端由外之内依次位于所述通孔31内，所述调节螺钉28与所述通孔螺纹连接，所述固定挡块30固定在所述箱体1上。调节螺钉28和压紧弹簧29的配合使用，便于调节摩擦块27与动杆2之间的压力，可以根据具体的使用情况进行调节。

所述动杆2通过导向结构与所述箱体1沿左右方向滑动连接，所述导向结构包括设置在所述动杆2左端和右端的两个子导向结构，所述子导向结构包括设置在动杆2上的导向槽31及与导向槽31配合的导向块32，所述导向槽31沿左右方向布置，所述导向块32与所述箱体1固定连接；所述箱体1的左端设有左安装孔33，所述动杆2右端设有右安装孔34。

本实施例中，为了便于安装与拆卸，箱体1和动杆2均采用组装结构。箱体1的上侧板35、下侧板36、左侧板37和右侧板38为一体结构，前盖板39和后盖板40均通过螺钉与上侧板35、下侧板36、左侧板37和右侧板38固定连接。动杆2由左端头41、右端头42、前固定板43、后固定板44和垫块45组成，前固定板43和后固定板44沿左右方向平行布置且两者之间形成了供上推动部7和所述下推动部11转动的空隙，垫块45固定在前固定板43和后固定板44之间空隙的中部，左端头41固定在前固定板43和后固定板44的左端，右端头42固定在前固定板43和后固定板44的右端，两个导向槽31分别设置在左端头41和右端头42上。

具体工作过程如下：

本发明的阻尼器通过左安装孔33和右安装孔34安装于建筑结构楼层中。当所述动杆2向右移动时，所述上左放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向右移动，所述上左放大结构的上摆动部6向左移动并对所述形状记忆合金丝上分组左端施加向左的作用力，所述上右放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向右移动，所述上右放大结构的上摆动部6向左移动并远离所述形状记忆合金丝上分组右端；所述下左放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向右移动，所述下左放大结构的下摆动部10向左移动并对所述形状记忆合金丝下分组左端施加向左的作用力，所述下右放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向右移动，所述下右放大结构的下摆动部10向左移动并远离所述形状记忆合金丝下分组右端；摩擦块27与动杆2之间产生对动杆2向左的摩擦阻力。

当所述动杆2向左移动时，所述上左放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向左移动，所述上左放大结构的上摆动部6向右移动并远离所述形状记忆合金丝上分组左端，所述上右放大结构的上推动部7在所述动杆2带动下向左移动，所述上右放大结构的上摆动部6向右移动并对所述形状记忆合金丝上分组右端施加向右的作用力；所述下左放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向左移动，所述下左放大结构的下摆动部10向右移动并远离所述形状记忆合金丝下分组左端，所述下右放大结构的下推动部11在所述动杆2带动下向左移动，所述下右放大结构的下摆动部10向右移动并对所述形状记忆合金丝下分组右端施加向右的作用力；摩擦块27与动杆2之间产生对动杆2向右的摩擦阻力。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。