Sma-压电摩擦复合阻尼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工程结构减震控制领域，涉及到一种减震控制装置，特别是对工程结构在地震作用下的结构振动反应起到抑制作用的一种SMA-压电摩擦复合阻尼器。
【背景技术】
[0002]摩擦阻尼器是一类利用摩擦面的摩擦耗能来消散振动能量的一种控制装置，其构造简单、安装方便、耗能性好，而且性能不受温度影响，是工程中常用的一种耗能减震装置。但传统的摩擦阻尼器只具有单摩擦面，耗能效果不显著，在实际应用中需要大量连接件，而且传统摩擦阻尼器本身无自复位能力，只能依靠结构本身的刚度复位，单一不变的锁紧力往往不能满足不同强度地震的消能要求。由于螺栓应力松弛的影响，锁紧力在使用周期内可能发生变化，因而，在工程应用中有很多限制。形状记忆合金作为一种新型材料，具有很好耐久性和耐腐蚀性能，以及超弹性能等特点，在工程结构减震耗能方面有明显优势。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种复合阻尼器，这种复合阻尼器具有能够迅速调节阻尼力、耗能能力强、减震效果好、制作简便、方便工程应用等特点。
[0004]为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种SMA-压电摩擦复合阻尼器，包括滑动轴1、阻尼器壳体2、压电陶瓷保护罩及力的传感器4、压电陶瓷驱动器5、连接钢板7、滑动板8、摩擦板9、十字形连接板11、实芯钢柱14、弹簧17、力传感器18、形状记忆合金丝21和夹紧块22 ;
[0006]所述的十字形连接板11安装在阻尼器壳体2内中部，在阻尼器壳体2上顶板和十字形连接板11之间设有四组摩擦板9，每组摩擦板9均平行于阻尼器壳体2侧壁安装在阻尼器壳体2的上顶板和十字形连接板11之间，其两端分别用弧形头螺栓19预顶摩擦板9，每一组摩擦板9由三层自外至内宽度递减的摩擦板9组成，当摩擦板受力后能够做横向移动；
[0007]所述的滑动板8为带滑槽24的U型结构板，滑动板8上的滑槽24穿过十字形连接板11插在摩擦板9之间，其底部安装在连接钢板7上用竖向螺栓12安装在连接钢板7上的椭圆形孔23内，使滑动板8可以横向移动；滑动板8与摩擦板9之间的摩擦材料10涂在摩擦板9上；
[0008]在连接钢板7和阻尼器壳体2的底板之间设有四根形状记忆合金丝21，每根形状记忆合金丝21 —端通过夹紧块22与连接钢板7连接，夹紧块22安装固定在钢板7上，另一端通过带有拉紧环的螺栓20连接在阻尼器壳体2的底板上，通过螺栓20的拉紧环调节形状记忆合金丝21的预拉力；
[0009]所述的实芯钢柱14置于阻尼器壳体2中的四组摩擦板9中间，其上端固定在阻尼器壳体2的上顶板上，其下端置于连接钢板7上，实芯钢柱14两个相对表面设有四条细长槽25贯通实芯钢柱14上下端面，四根形状记忆合金丝21穿过实芯钢柱14的四条细长槽25，其上部通过带有拉紧环的螺栓20固定在阻尼器壳体2的上顶板上，下端连接在连接钢板7上表面的夹紧块上；力传感器18安装固定在十字形连接板11的下底面上，弹簧17连接在力传感器18和连接钢板7之间；
[0010]所述的阻尼器壳体2四个侧面的每个侧面上均设有四个压电陶瓷驱动器5，所述的压电陶瓷驱动器5镶嵌在压电陶瓷保护罩及力的传感器4上，且通过预紧力螺栓3固定在阻尼器壳体2和最外层摩擦板9之间；
[0011]所述的滑动轴I固定在连接钢板7，阻尼器壳体2的上端设有连接螺栓孔13。
[0012]本发明的工作过程是:滑动轴与连接钢板进行连接，带动连接钢板上的滑动板，与摩擦板进行摩擦耗能。电源线连接压电陶瓷驱动器，通过电源线传来的不同电压信号，控制压电陶瓷驱动器的伸缩，压电陶瓷驱动器的横向伸缩挤压摩擦板，转换成横向压力。横向压力使摩擦板和滑动板产生横向滑动，通过不同的压力来实现摩擦力大小的变化。本发明阻尼器的形状记忆合金丝(SMA丝)分为四组，每组SMA丝施加相同预拉力，随着连接钢板的运动带动SMA丝伸缩，利用其超弹性能实现耗能。每组SMA丝的一端连接在带拉紧环的螺栓上，以调节其预拉力。
[0013]本发明具有电致变形、响应时间快、驱动力大的特点。在本发明中应用多摩擦片来实现摩擦耗能，并且与形状记忆合金组合，耗能效果显著；安装简单，不需要大量的连接件；本发明中滑动轴连接有弹簧和形状记忆合金丝，可以实现一部分的自复位效果；通过压电陶瓷驱动器调节摩擦板件的接触正压力，能够满足不同强度地震的耗能要求；本发明中预紧力螺栓顶部安装有力传感器，可以通过精确调节预紧力螺栓来消除螺栓应力松弛的不利影响。
[0014]由于采用上述技术方案，本发明提供的一种SMA-压电摩擦复合阻尼器具有这样的有益效果:
[0015]1、改变传统单摩擦面阻尼器为多摩擦片阻尼器，并且将摩擦阻尼器与形状记忆合金阻尼器结合，耗能效果显著；
[0016]2、将摩擦板两端用弧形头螺栓预顶，方便摩擦板的横向移动；
[0017]3、滑动板用竖向螺栓紧固在连接板上，连接板上有横向微小滑槽，使滑动板可以横向移动；
[0018]4、在压电陶瓷驱动器与预紧力螺栓之间以及滑动轴的顶端设置力传感器，以精确控制预紧力与摩擦力的大小；
[0019]5、解决了传统阻尼器在应用中需要大量连接件和施工不便的难题。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的实体外观示意图；
[0021]图2是本发明的顶部俯视示意图；
[0022]图3是本发明的底部仰视不意图；
[0023]图4是图1的A-A向剖面结构示意图；
[0024]图5是图1的B-B向剖面结构示意图；
[0025]图6是连接钢板的俯视图；
[0026]图7是十字连接板的俯视图；
[0027]图8是滑动板的主视图；
[0028]图9是实芯钢柱的俯视图；
[0029]图10是实芯钢柱的主视图；
[0030]图11是摩擦板的主视图；
[0031]图12是工程中摩擦阻尼器的斜向型连接示意图。
[0032]图中1、滑动轴，2、阻尼器壳体，3、预紧力螺栓，4、压电陶瓷保护罩及力的传感器，5、压电陶瓷驱动器，6、总导线，7、连接钢板，8、滑动板，9、摩擦板，10、滑动板与摩擦板之间的摩擦材料，11、十字形连接板，12、滑动板连接螺栓，13、阻尼器安装连接螺栓孔，14、实芯钢柱，15、壳体连接螺栓，16、压电陶瓷及力传感器电源线，17、弹簧，18、力传感器，19、摩擦板两端紧固螺栓，20、带有拉紧环的螺栓，21、形状记忆合金丝，22、夹紧块，23、连接钢板上的滑槽，24、滑动板上的滑槽，25、实芯钢柱上的细槽。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和【具体实施方式】详细说明本发明:
[0034]一种SMA-压电摩擦复合阻尼器，如图1一4所示，它包括滑动轴