一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器

1.本发明属于减震技术领域，涉及一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器。


背景技术：

2.形状记忆合金(shape memory alloy，简称sma)是一种性能优良的智能金属感知、驱动材料，不仅具有独特的形状记忆效应、超弹性性能和变阻尼特性，且具有无残余变形、耐腐蚀、对应变敏感等特点。目前，已经开发并投入应用的形状记忆合金产品较多，有丝材、棒材和带材等多种形式。工程上常利用奥氏体形状记忆合金制成高阻尼的sma阻尼器，利用其在往复荷载作用下的变阻尼和变刚度的特点进行滞回耗能，对工程结构进行被动减振控制。
3.然而，目前sma阻尼器大多采用sma丝制成，在大振下易断裂，且需要专门设计锚具对其进行固定，受力较大时端部锚固头易松弛，影响sma阻尼器的减振效果。而当采用sma棒材时往往受压时易失稳破坏，限制了其在实际工程中的应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有sma阻尼器在大振中sma丝易断裂和锚头易松弛以及sma棒材受压易失稳的问题，提供一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器，其耗能组的sma棒受压时可以自由滑动，从而不会发生失稳破坏，不易断裂和松弛。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器，包括两个互套的第一u形板和第二u形板，所述第一u形板和第二u形板的u形截面相垂直；第一u形板与第一封板固定，第二u形板与第二封板固定，所述第一封板位于第二u形板中并与第二u形板的水平臂板接触，所述第二封板位于第一u形板中并与第一u形板的水平臂板接触；在第一u形板和第二u形板的水平臂板上开设多个导向孔，在每个导向孔中设置导向杆，所述导向杆一端嵌入第一封板的侧壁或第二封板的侧壁；第一u形板的竖直臂与第二封板之间设置多组第一sma耗能组，第二封板和第一封板之间设置多组第二sma耗能组，第一封板和第二u形板的竖直臂之间设置多组第三sma耗能组，所述第二sma耗能组与第一sma耗能组、第三sma耗能组上下交错设置。
6.在一个技术方案中，所述导向孔为长方形通孔。
7.在一个技术方案中，所述导向杆为圆形或方形，导向杆与导向孔间隙配合。
8.在一个技术方案中，所述第一sma耗能组、第二sma耗能组和第三sma耗能组均包括多根镍钛形状记忆合金棒，所述每根镍钛形状记忆合金棒的两端开设螺纹。
9.在一个技术方案中，所述第一sma耗能组中每根镍钛形状记忆合金棒左端与第一u形板的竖直臂固定、右端穿过第二封板并用螺母固定，第二sma耗能组中每根镍钛形状记忆合金棒两端分别穿过第一封板和第二封板并用螺母固定，第三sma耗能组中每根镍钛形状记忆合金棒左端穿过第一封板并用螺母固定、右端与第二u形板的竖直壁固定。
10.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明双箱体互套式形状记忆合金阻尼器，第一sma耗能组、第二sma耗能组和第三sma耗能组均受拉耗能，当振动发生时，第一u型板不管是向左还是向右运动，sma耗能组总会交替受拉耗能，且sma棒通过螺母与封板活动连接，使其受压时可自由穿过封板，不会发生断裂、松弛以及失稳破坏，且复位能力强，适用范围广，且构造简单，便于加工、安装与拆卸。
附图说明
11.图1为本发明一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器的主剖结构示意图。
12.图2为本发明一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器的主视结构示意图。
13.图3为本发明一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器的俯视结构示意图。
14.图4为本发明图3中的a-a剖面示意图。
15.图5为本发明图3中的b-b剖面示意图。
16.附图中标记：1为第一u形板，2为第二u形板，3为第一封板，4为第二封板，5为第一螺母，6为第二螺母，7为第一导向孔，8为第二导向孔，9为第一sma耗能组，10为第二sma耗能组，11为第三sma耗能组，12为第一连接杆，13为第二连接杆，14为第一导向杆，15为第二导向杆。
具体实施方式
17.以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。
18.实施例一如图1～图5所示，本发明一种双箱体互套式形状记忆合金阻尼器，包括两个互套的第一u形板1和第二u形板2，第一u形板1和第二u形板2的u形截面相垂直，即第一u形板1旋转90
°
后插入第二u型板2中。第一u形板1右端通过第一螺母5与第一封板3固定，第二u形板2左端通过第二螺母6与第二封板4固定，第一封板3位于第二u形板2中并与第二u形板2的水平臂板接触，第二封板4位于第一u形板1中并与第一u形板的水平臂板接触；在第一u形板1和第二u形板2的水平臂板上开设多个导向孔，在每个导向孔中设置导向杆，导向杆一端嵌入第一封板3的侧壁或第二封板4的侧壁。
19.如图1所示，本发明在第一u形板1的竖直臂与第二封板4之间设置多组第一sma耗能组9，第二封板4和第一封板3之间设置多组第二sma耗能组10，第一封板3和第二u形板2的竖直臂之间设置多组第三sma耗能组11，第二sma耗能组10与第一sma耗能组9、第三sma耗能组11上下交错设置。
20.在一个实施方式中，如图1所示，在第一u形板1和第二u形板2的水平臂板上上下开设两个导向孔，导向孔为长方形通孔，位于导向孔中的导向杆为圆形或方形，如位于第二u形板2水平臂板上导向孔的导向杆为第一导向杆14，位于第一u形板1水平臂板上导向孔的导向杆为第二导向杆15，第一导向杆14和第二导向杆15均与导向孔间隙配合，使导向杆能在导向孔中左右滑动，以保证阻尼器在工作中始终保持水平轴向运动。
21.本发明中第一sma耗能组9、第二sma耗能组10和第三sma耗能组11均包括多根镍钛形状记忆合金棒，在每根镍钛形状记忆合金棒的两端开设螺纹。第一sma耗能组9中每根镍钛形状记忆合金棒左端与第一u形板1的竖直臂固定、右端穿过第二封板4并用螺母固定，第二sma耗能组10中每根镍钛形状记忆合金棒两端分别穿过第一封板3和第二封板4并用螺母固定，第三sma耗能组11中每根镍钛形状记忆合金棒左端穿过第一封板3并用螺母固定、右端与第二u形板2的竖直壁固定。这样，sma棒受压时能够沿第一封板3或第二封板4左右滑动，防止失稳破坏。此外，第一sma耗能组9与第三sma耗能组11中的sma棒直径和数量均相等；第二sma耗能组10的sma棒数量在直径相等的情况下为第一sma耗能组9的2倍，或者在数量相等的情况下，直径是第一sma耗能组9的倍，这样便保证了sma阻尼器左右运动时的拉力相等，使耗能均衡。
22.本发明双箱体互套式形状记忆合金阻尼器的耗能原理如下：假定第一u形板1右端通过第一连接杆12与建筑结构固定，第二u形板2右端通过第二连接杆13与建筑结构固定，当第一u形板1左端的第一连接杆12受拉向左滑动时，第一sma耗能组9和第三sma耗能组11的sma棒同时受拉耗能，第二sma耗能组10的sma棒受压从第一封板3右侧或第二封板4左侧滑出，防止了sma棒的失稳破坏；当第一u形板1左端的第一连接杆12受推向右滑动时，第二sma耗能组10的sma棒受拉耗能，第一sma耗能组9的sma棒受压从第二封板4右端滑出，第三sma耗能组11的sma棒均受压第一封板3左端滑出，防止了sma棒失稳破坏。
23.本发明耗能组采用sma棒，不仅耗能作用较大，sma棒不会断裂、松弛和失稳破坏，且复位能力强、适用范围广、易于加工。
24.以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。