一種變摩擦耗能減震裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種變摩擦耗能減震裝置，由上蓋板、滑動板、下蓋板、上固定板、下固定板、摩擦材料、主預緊螺栓、次預緊螺栓、碟形彈簧和墊條組成。上蓋板、下蓋板的工作段輪廓為一關于蓋板軸線對稱曲線，上蓋板、下蓋板通過次預緊螺栓與滑動板連接，上、下蓋板的內表面和滑動板上、下表面的中間部分粘有摩擦材料形成摩擦面，上蓋板的上表面和下蓋板的下表面分別安置上固定板和下固定板，上固定板的上表面和下固定板的下表面通過主預緊螺栓安置碟形彈簧。本實用新型專利技術能實現摩擦力隨位移變化而變化的阻尼效果，克服了傳統摩擦阻尼器的控制效果在不同動力響應下保持不變的問題。隨著位移的增大，摩擦力也不斷增大，從而提高耗能能力，有效提高減震效果。

Variable friction energy dissipation device

The utility model relates to a variable friction energy dissipation device comprises an upper cover plate, a sliding plate and a lower cover plate, an upper fixing plate, a lower fixing plate, friction materials, pre tightening bolt, bolt, preload disc spring and a packing strip. The upper cover and the lower cover of the working section is a cover plate on the symmetric axis contour curve, the upper cover and the lower cover plate by a pre tightening bolt is connected with the slide plate and the inner surface of the sliding plate and a lower cover plate of the upper surface and the lower surface of the middle part of the formation of viscous friction material on the lower surface of the upper surface of the cover plate and the lower cover are respectively arranged on the fixed plate and the lower fixing plate, fixed plate on the lower surface of the upper surface and the lower fixing plate through the main disc spring pre tightening bolt placement. The utility model can realize the damping effect of the variation of the friction force with the displacement, and overcomes the problem that the control effect of the traditional friction damper is kept unchanged under different dynamic responses. With the increase of displacement, the friction force also increases, so as to improve the energy dissipation capacity and improve the damping effect.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種新型變摩擦耗能減震裝置，屬于土木工程結構耗能減震

技術介紹
消能減震技術作為一種被動的結構減震控制技術，近幾年來已經逐步應用在建筑物或構筑物中。所謂消能減震技術，是在結構上附加消能減震裝置，附加減震裝置和結構本身共同承擔地震和風振等作用，通過附加減振裝置的耗能作用從而減小結構本身的動力響應，保證了結構的安全性、舒適性和正常使用性等功能要求。國內外學者已經對消能減振技術進行了大量研究，開發了諸多消能減震裝置，諸如黏滯阻尼器、調諧質量阻尼器以及摩擦阻尼器等。這些阻尼器在實際使用中還顯露出一些不足之處。比如,傳統摩擦阻尼器在運動過程中正壓力和摩擦面系數保持不變，其滯回模型類似矩形，如果起滑力較小，耗能裝置的作用較小，而過起滑力較大，裝置滑動位移較小，不能發揮耗能作用。現有變摩擦阻尼器多通過改變摩擦面系數，正壓力等方式改變摩擦力，構造復雜且工藝難以控制。為了克服傳統阻尼器的這個缺點，有必要開發一種能夠實現阻尼力隨著滑動位移變化而變化的新型摩擦阻尼器，保證達到期望的摩擦系數，并能實現在不同荷載作用下靈活設計以達到較好的耗能效果。
技術實現思路
本技術提供了一種變摩擦耗能減震裝置，包括上蓋板1、滑動板2、下蓋板3、上固定板4、下固定板6、摩擦材料層5、主預緊螺栓7、次預緊螺栓9、碟形彈簧8和墊條10等部件，該耗能減震裝置通過上、下蓋板的曲線輪廓，產生隨位移增大而增大的摩擦力，在不同振動響應下都能發揮作用，具有減震效果明顯、結構構造簡單等特點。本技術的技術方案如下：本技術提出一種新型變摩擦耗能減震裝置，包括上蓋板1、滑動板2、下蓋板3、上固定板4、下固定板6、摩擦材料層5、主預緊螺栓7、次預緊螺栓9、碟形彈簧8和墊條10組成,其中：滑動板2位于上蓋板1和下蓋板3之間，且能在上蓋板1和下蓋板3之間來回移動，滑動板２底部的中間段和下蓋板3頂部的中間段之間設置有摩擦材料層5，滑動板２頂部的中間段和上蓋板1底部的中間段設置有摩擦材料層5，形成摩擦面；滑動板2為長條形結構，其長度方向上開有滑動槽11，上蓋板1和下蓋板3的結構相同，上蓋板1或下蓋板3與滑動板2之間摩擦的部分的兩側開有曲線槽，所述曲線槽為偶次曲線方程的形狀；所述上蓋板1頂部設有上固定板４，下蓋板3底部設有下固定板6，主預緊螺栓7和次預螺栓9分別對稱位于上固定板4長度方向的兩側，主預緊螺栓7自上而下依次穿過上固定板4、上蓋板1、滑動槽11、下蓋板3和下固定板6，將上固定板4、上蓋板1、滑動槽11、下蓋板3和下固定板6連接起來，主預緊螺栓7和上固定板4或下固定板6連接處設置有碟形彈簧8；次預緊螺栓9自上而下依次穿過上固定板4、上蓋板1、滑動槽11、下蓋板3和下固定板6，將上固定板4、上蓋板1、滑動槽11、下蓋板3和下固定板6連接起來；次預緊螺栓9和上固定板4或下固定板6連接處設置有墊條10。本技術中，所述偶次曲線例如二次或四次曲線，以上蓋板或下蓋板的縱軸線為x軸，橫軸線為y軸，工作段中心為原點，曲線方程的形式為或，m、n、l為取決于摩擦力—位移關系的常數，可根據實際需要進行計算調節。本技術中，主預緊螺栓7和次預緊螺栓9的螺桿圓心均位于滑動槽11的中軸線上。本技術中，上固定板4和下固定板6為兩個矩形板，寬度與上蓋板或下蓋板相等，長度為上蓋板或下蓋板的工作段的長度，且和工作段區域上下對齊放置。本技術中，在上、下固定板和主預緊螺栓7的螺母之間設置碟形彈簧8，可以根據實際情況方便地調節螺栓預緊力，通過上、下固定板保證了傳遞到上、下蓋板上的壓力均勻，從而在蓋板工作段摩擦面施加可調節的均勻正壓力。本技術中，上蓋板1、下蓋板3的工作段輪廓為一關于蓋板軸線對稱的任意偶次曲線的形狀，位移不同，滑動板2的摩擦面與上下蓋板的有效接觸面積不同。以二次和四次曲線的工作段輪廓為例，以蓋板縱軸線為x軸，橫軸線為y軸，工作段中心為原點，曲線方程的形式為或，m、n、l為取決于摩擦力—位移關系的常數，可根據所需的摩擦力—位移的關系計算得出。若所需的摩擦力—位移的關系為，相應的滯回曲線參閱圖7，則蓋板工作段輪廓曲線的方程為，其中，若所需的摩擦力—位移的關系為，相應的滯回曲線參閱圖8，則蓋板工作段輪廓曲線的方程為，其中，。上述各式中，f為摩擦力，x為位移，a、b、c為根據所需自由設定的常數，為摩擦系數，p為摩擦面正壓力，h為摩擦面寬度。類似的，可根據實際需要，推導出任意偶次曲線的蓋板工作段輪廓。由于奇次曲線不關于y軸對稱，在風載或地震產生反復位移時起到的摩擦效果不同，故不適用。該技術依靠摩擦面積的變化實現摩擦力的變化，從而在不同的荷載作用下均具有良好的耗能減震性能。本技術中，滑動板2為與上下蓋板寬度相同的矩形板，僅在上、下表面的中間部分粘有摩擦材料層5形成矩形摩擦面，其余不做處理，摩擦面應稍高于表面其余部分，裝置工作時，滑動板2只有摩擦面與上、下蓋板良好接觸，隨著位移增大，接觸面積增大，增強了減震裝置的耗能能力。本技術中，主預緊螺栓7和次預緊螺栓9的螺桿圓心位于滑動槽11的中軸線上，滑動板2可避開預緊螺栓，在上、下蓋板之間一定范圍內自由滑動。本技術與現有技術相比，其優越性如下：1、本技術裝置構造簡單、成本低廉、制造容易，適用于不同建筑物的抗風、抗震領域。2、本技術通過將上、下蓋板的輪廓設置成二次或四次曲線以及可推廣的任意偶次曲線，實現了摩擦面積隨位移變化而變化，從而產生了隨位移的變化而變化的摩擦力，在中震情況下能有效減小層間剪力，在大震情況下能有效控制結構位移，保證了裝置在不同振動響應下均能發揮良好的控制效果。3、本技術僅通過改變蓋板的輪廓形狀即實現了變摩擦的效果，相比于其他阻尼器通過改變正壓力或摩擦系數來實現變摩擦的原理更為簡單可行，且性能更加穩定。4、本技術可以根據預設的摩擦力—位移的函數關系推導出蓋板的輪廓曲線，從而得到理想的摩擦力—位移曲線。相比于其他變摩擦阻尼器具有的折線形摩擦力—位移曲線，采用二次或四次函數關系在結構的振動分析計算中更簡單方便；同時滯回曲線飽滿，耗能能力強。5、本技術適用范圍廣，可根據不同的設計需要靈活地改變裝置的形式，從而在各種復雜的情況下均具有良好的耗能效果。附圖說明圖1是本技術實施例的試驗裝置的主視圖；圖2是本技術實施例的試驗裝置的俯視圖；圖3是本技術實施例的試驗裝置的側視圖；圖4是上、下蓋板俯視圖；圖5是滑動板俯視圖；圖6是上、下固定板俯視圖；圖7是二次滯回曲線圖；圖8是四次滯回曲線圖；圖中標號：1為上蓋板，2為滑動板，3為下蓋板，4為上固定板，5為摩擦材料層，6為下固定板，7為主預緊螺栓，8為碟形彈簧，9為次預緊螺栓，10為墊條，11為滑動槽，12為固定孔，13為連接孔。具體實施方式下面結合附圖和實施作進一步說明，但不作為對本技術的限定。實施例1：請參閱圖1、圖2、圖3、圖4是本技術試驗裝置整體結構各個方向視圖示意圖。本技術實施例1為一種平板式變摩擦阻尼器，由上蓋板1、滑動板2、下蓋板3以及放置在上、下蓋板之間或外側的其它部件組成，其中位于中間的為滑動板2，分居在滑動板2兩側的為上蓋板1和下蓋板3。上蓋板1上表面安置上固定板4，下蓋板本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變摩擦耗能減震裝置，包括上蓋板(1)、滑動板(2)、下蓋板(3)、上固定板(4)、下固定板(6)、摩擦材料層(5)、主預緊螺栓(7)、次預緊螺栓(9)、碟形彈簧(8)和墊條(10)組成,其特征在于：滑動板(2)位于上蓋板(1)和下蓋板(3)之間，且能在上蓋板(1)和下蓋板(3)之間來回移動，滑動板(2)底部的中間段和下蓋板(3)頂部的中間段之間設置有摩擦材料層(5)，滑動板(2)頂部的中間段和上蓋板(1)底部的中間段設置有摩擦材料層(5)，形成摩擦面；滑動板(2)為長條形結構，其長度方向上開有滑動槽(11)，上蓋板(1)和下蓋板(3)的結構相同，上蓋板(1)或下蓋板(3)與滑動板(2)之間摩擦的部分的兩側開有曲線槽，所述曲線槽為偶次曲線方程的形狀；上蓋板(1)和下蓋板(3)兩側開有曲線槽的部分為工作段，其余部分僅作連接、固定之用；所述上蓋板(1)頂部設有上固定板(４)，下蓋板(3)底部設有下固定板(6)，主預緊螺栓(7)和次預螺栓(9)分別對稱位于上固定板(4)長度方向的兩側，主預緊螺栓(7)自上而下依次穿過上固定板(4)、上蓋板(1)、滑動槽(11)、下蓋板(3)和下固定板(6)，將上固定板(4)、上蓋板(1)、滑動槽(11)、下蓋板(3)和下固定板(6)連接起來，主預緊螺栓(7)和上固定板(4)或下固定板(6)連接處設置有碟形彈簧(8)；次預緊螺栓(9)自上而下依次穿過上固定板(4)、上蓋板(1)、滑動槽(11)、下蓋板(3)和下固定板(6)，將上固定板(4)、上蓋板(1)、滑動槽(11)、下蓋板(3)和下固定板(6)連接起來；次預緊螺栓(9)和上固定板(4)或下固定板(6)連接處設置有墊條(10)。...

【技術特征摘要】
1.一種變摩擦耗能減震裝置，包括上蓋板(1)、滑動板(2)、下蓋板(3)、上固定板(4)、下固定板(6)、摩擦材料層(5)、主預緊螺栓(7)、次預緊螺栓(9)、碟形彈簧(8)和墊條(10)組成,其特征在于：滑動板(2)位于上蓋板(1)和下蓋板(3)之間，且能在上蓋板(1)和下蓋板(3)之間來回移動，滑動板(2)底部的中間段和下蓋板(3)頂部的中間段之間設置有摩擦材料層(5)，滑動板(2)頂部的中間段和上蓋板(1)底部的中間段設置有摩擦材料層(5)，形成摩擦面；滑動板(2)為長條形結構，其長度方向上開有滑動槽(11)，上蓋板(1)和下蓋板(3)的結構相同，上蓋板(1)或下蓋板(3)與滑動板(2)之間摩擦的部分的兩側開有曲線槽，所述曲線槽為偶次曲線方程的形狀；上蓋板(1)和下蓋板(3)兩側開有曲線槽的部分為工作段，其余部分僅作連接、固定之用；所述上蓋板(1)頂部設有上固定板(４)，下蓋板(3)底部設有下固定板(6)，主預緊螺栓(7)和次預螺栓(9)分別對稱位于上固定板(4)長度方向的兩側，主預緊螺栓(7)自上而下依次穿過上固定板(4)、上蓋板(1)、滑動槽(11)、下蓋板(3)和下固定板...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王琨，趙志鵬，李俊衛，張瑞甫，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：新型
國別省市：上海;31