一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器，屬于工程結構減震控制領域。形狀記憶合金絞線的高彈性、形狀記憶效應為阻尼器提供較好的抗拉能力，彌補了高阻尼橡膠抗拉能力不足的缺點，并使阻尼器具有較好的恢復力；高阻尼橡膠作為一種超彈性材料，具有良好的抗壓性能，提高了阻尼器的抗壓性能。形狀記憶合金絞線從高阻尼橡膠體內部穿過，通過調整高阻尼橡膠體的截面積與長度，形狀記憶合金絞線的數量、直徑、預張拉程度來調整阻尼器的軸向剛度，可滿足不同強度的地震下的耗能減震需求。阻尼器安裝簡單，基本不需要其它連接件，可用于新建結構及舊結構的加固工程中，也可應用于工程結構的減震控制領域。

Damper of shape memory alloy stranded wire in vivo with high damping rubber

The utility model provides a damper of a shape memory alloy strand in a high damping rubber body, belonging to the field of vibration damping control of an engineering structure. High elasticity and shape memory effect of the shape memory alloy wire provides better tensile capacity for the damper, to make up for the high damping rubber tensile is insufficient, and the damper has better resilience; high damping rubber as a super elastic material, has good compression performance, improves the compression performance of damper. The shape memory alloy wire through the high damping rubber body, high damping rubber body by adjusting the cross-sectional area and length, number, shape memory alloy wire diameter, pre tensioning degree to adjust the damper axial stiffness, which can meet the different energy consumption intensity earthquake reduction under earthquake demand. The damper is simple to install and basically does not need any other connections. It can be used in the reinforcement of new structures and old structures, and can also be applied to the seismic control field of Engineering structures.

【技術實現步驟摘要】
一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器
本技術屬于結構減震控制
，涉及到一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器，能夠對工程結構在不同強度的地震作用下的結構震動響應起到抑制作用，達到耗能減震的效果。
技術介紹
形狀記憶合金(SMA)作為一種新型功能材料，具有形狀記憶效應、超彈性、高阻尼、耐久性、耐腐蝕性及自復位等優點，在工程結構減震耗能方面具有明顯優勢。但SMA的軸向抗壓強度及等效粘性阻尼并不足以使其作為減震裝置的唯一材料，且常用的形狀記憶合金減震器存在造價高、SMA用量大、結構復雜、耗能效率低的問題。高阻尼橡膠材料是一種性能優良的耗能減震材料，具有高彈性、高阻尼、應用方便的特點，但高阻尼橡膠材料的軸向抗拉能力較弱，并且常用的高阻尼橡膠減震器多數應用在受壓結構，應用范圍有限。因而，合理利用以上兩種材料可以更好地實現工程結構的減震控制。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種阻尼器，這種阻尼器具有制作簡單、減隔震效果明顯、適用范圍大、整體性好、自復位和易于安裝與更換等特點。本技術的技術方案：一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器，包括第一連接鋼板1、連接螺栓2、膠結層3、高阻尼橡膠體4、形狀記憶合金絞線5、夾緊塊6、形狀記憶合金絞線孔7、高阻尼橡膠體內的絞線孔8、帶拉緊環的螺栓9和第二連接鋼板10；第一連接鋼板1為圓柱體或矩形體，一側設置凹槽，用于安置夾緊塊6；第一連接鋼板1上兩端設有第一連接螺栓孔13，凹槽處預留有形狀記憶合金絞線孔7，形狀記憶合金絞線孔7的數量和直徑由形狀記憶合金絞線5的數量和直徑確定；第一連接鋼板1一側通過膠結層3與高阻尼橡膠體4固結，另一側通過連接螺栓2安裝在相應位置上，如橋梁墩臺或擋塊；第二連接鋼板10為圓柱體或矩形體，一側設置凹槽，用來安置帶拉緊環的螺栓9，另一側設有套箍結構，用于定位和固定高阻尼橡膠體4，并防止高阻尼橡膠體4和第二連接鋼板10之間產生相對錯動；第二連接鋼板10上設有第二連接螺栓孔11，凹槽處預留有預緊螺栓孔12，預緊螺栓孔12的數量與形狀記憶合金絞線5的數量一致；第二連接鋼板10一側與高阻尼橡膠體4自由接觸，另一側通過連接螺栓2安裝在相應位置上；所述的高阻尼橡膠體4的截面為圓形或矩形，高阻尼橡膠體4內設置供形狀記憶合金絞線5通過的絞線孔8；高阻尼橡膠體內的絞線孔8的數量和直徑按形狀記憶合金絞線5的數量和直徑確定，并且高阻尼橡膠體4內的絞線孔8的直徑確保形狀記憶合金絞線5在受壓時可自由彎曲；高阻尼橡膠體4一端通過膠結層3與第一連接鋼板1固結，另一端與第二連接鋼板10自由接觸；在高阻尼橡膠體4內的絞線孔8內穿有一根形狀記憶合金絞線5，形狀記憶合金絞線5一端通過夾緊塊6與第一連接鋼板1連接，夾緊塊6安裝固定在第一連接鋼板1上，另一端通過帶有拉緊環的螺栓9連接在第二連接鋼板10上，通過螺栓9的拉緊環調節形狀記憶合金絞線5的預拉力；所述的形狀記憶合金絞線5以高阻尼橡膠體4的軸心為基準均勻布置，形狀記憶合金絞線5的合力作用在高阻尼橡膠體4的軸心上；通過調節高阻尼橡膠體4的長度L、直徑D、邊長，形狀記憶合金絞線5的直徑、數量、預張拉程度可以調整阻尼器的軸向剛度，滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求。本技術的工作過程是：內穿形狀記憶合金絞線的高阻尼橡膠體與連接鋼板連接，形狀記憶合金絞線錨固在連接鋼板上。在地震力作用時，阻尼器兩端發生軸向相對位移，兩端的連接鋼板帶動形狀記憶合金絞線往復拉伸，同時帶動高阻尼橡膠圓柱體往復壓縮，從而充分利用高阻尼橡膠體受壓和形狀記憶合金絞線受拉時的超彈性和高阻尼特性耗能。本技術阻尼器的形狀記憶合金(SMA)絞線貫穿高阻尼橡膠體，每根SMA絞線施加相同的預拉力，對高阻尼橡膠體有預壓的作用，并可實現阻尼器的自復位功能。每根SMA絞線的一端連接在帶拉緊環的螺栓上，以調節其預拉力。本技術的有益效果：1、相比于使用單一的耗能減震材料，高阻尼橡膠材料和形狀記憶合金組合后減震效果更好，適應性更強，能夠更好地應用于結構減震控制領域；2、本技術所涉及的高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器結構簡單明確，易于實現，且具有剛度可調、耗能性能穩定、應用靈活的特點；3、本技術中通過調整高阻尼橡膠體的截面積與長度，形狀記憶合金絞線的數量、直徑、預張拉程度可以調整阻尼器的軸向剛度，滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求；4、解決了高阻尼橡膠材料抗拉能力弱、形狀記憶合金抗壓能力不足的問題，充分發揮了兩種材料的超彈性和高阻尼特性，并使阻尼器具有良好的自復位效果；5、安裝方便，易于工程應用，便于震后修復。附圖說明圖1是本技術的縱向剖面示意圖，截面以圓形為例。圖2是本技術的頂部俯視示意圖，截面以圓形為例。圖3是圖1的A-A向剖面結構示意圖，截面以圓形為例。圖4是第一連接鋼板的側視圖，截面以圓形為例。圖5是第一連接鋼板的主視圖，截面以圓形為例。圖6是第二連接鋼板的側視圖，截面以圓形為例。圖7是第二連接鋼板的主視圖，截面以圓形為例。圖8是高阻尼橡膠體縱向剖面示意圖，截面以圓形為例。圖9是高阻尼橡膠體B-B向剖面結構示意圖，截面以圓形為例。圖10是阻尼器在工程中的安裝示意圖Ⅰ。圖11是阻尼器在工程中的安裝示意圖Ⅱ。圖中：1第一連接鋼板；2連接螺栓；3膠結層；4高阻尼橡膠體；5形狀記憶合金絞線；6夾緊塊；7第一連接鋼板上的絞線孔；8高阻尼橡膠體內的絞線孔；9帶拉緊環的螺栓；10第二連接鋼板；11第二連接螺栓孔；12第二連接鋼板上的預緊螺栓孔；13第一連接螺栓孔；14主梁；15支座；16鋼擋塊；17高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器；18墊石；19橋墩；20混凝土上部結構；21混凝土下部結構。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式詳細說明本技術：一種高阻尼橡膠體內穿SMA絞線的阻尼器，如圖1-3所示，它包括第一連接鋼板1、連接螺栓2、膠結層3、高阻尼橡膠體4、形狀記憶合金絞線5、夾緊塊6、形狀記憶合金絞線孔7、高阻尼橡膠體內的絞線孔8、帶拉緊環的螺栓9和第二連接鋼板10；如圖1和圖4-5所示，所述的第一連接鋼板1為圓形或矩形，一側設置凹槽，用來安置夾緊塊6；第一連接鋼板1上兩端設有第一連接螺栓孔13，凹槽處預留有形狀記憶合金絞線孔7，形狀記憶合金絞線孔7的數量和直徑由形狀記憶合金絞線5的數量和直徑確定；第一連接鋼板1一側通過膠結層3與高阻尼橡膠體4固結，另一側通過連接螺栓2安裝在相應位置上，如橋梁墩臺或擋塊；如圖1和圖6-7所示，所述的第二連接鋼板10為圓形或矩形，一側設置凹槽，用來安置帶拉緊環的螺栓9，另一側設有套箍，用于定位和固定高阻尼橡膠體4，并防止高阻尼橡膠體4和第二連接鋼板10之間產生相對錯動；第二連接鋼板10上有第二連接螺栓孔11，凹槽處預留有預緊螺栓孔12，預緊螺栓孔12的數量與形狀記憶合金絞線5的數量一致；第二連接鋼板10一側與高阻尼橡膠體4自由接觸，另一側通過連接螺栓2安裝在相應位置上；如圖8-9所示，所述的高阻尼橡膠體4為圓形或矩形截面，高阻尼橡膠體4內設置供形狀記憶合金絞線通過的絞線孔8；高阻尼橡膠體內的絞線孔8的數量和直徑按形狀記憶合金絞線5的數量和直徑確定，并且高阻尼橡膠體內的絞線孔8的直本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器，其特征在于，該阻尼器包括第一連接鋼板(1)、連接螺栓(2)、膠結層(3)、高阻尼橡膠體(4)、形狀記憶合金絞線(5)、夾緊塊(6)、形狀記憶合金絞線孔(7)、高阻尼橡膠體內的絞線孔(8)、帶拉緊環的螺栓(9)和第二連接鋼板(10)；第一連接鋼板(1)為圓柱體或矩形體，一側設置凹槽，用于安置夾緊塊(6)；第一連接鋼板(1)上兩端設有第一連接螺栓孔(13)，凹槽處預留有形狀記憶合金絞線孔(7)，形狀記憶合金絞線孔(7)的數量和直徑由形狀記憶合金絞線(5)的數量和直徑確定；第一連接鋼板(1)一側通過膠結層(3)與高阻尼橡膠體(4)固結，另一側通過連接螺栓(2)安裝在相應位置上；第二連接鋼板(10)為圓柱體或矩形體，一側設置凹槽，用來安置帶拉緊環的螺栓(9)，另一側設有套箍結構，用于定位和固定高阻尼橡膠體(4)，并防止高阻尼橡膠體(4)和第二連接鋼板(10)之間產生相對錯動；第二連接鋼板(10)上設有第二連接螺栓孔(11)，凹槽處預留有預緊螺栓孔(12)，預緊螺栓孔(12)的數量與形狀記憶合金絞線(5)的數量一致；第二連接鋼板(10)一側與高阻尼橡膠體(4)自由接觸，另一側通過連接螺栓(2)安裝在相應位置上；所述的高阻尼橡膠體(4)的截面為圓形或矩形，高阻尼橡膠體(4)內設置供形狀記憶合金絞線(5)通過的絞線孔(8)；高阻尼橡膠體內的絞線孔(8)的數量和直徑按形狀記憶合金絞線(5)的數量和直徑確定，并且高阻尼橡膠體(4)內的絞線孔(8)的直徑確保形狀記憶合金絞線(5)在受壓時可自由彎曲；高阻尼橡膠體(4)一端通過膠結層(3)與第一連接鋼板(1)固結，另一端與第二連接鋼板(10)自由接觸；在高阻尼橡膠體(4)內的絞線孔(8)內穿有一根形狀記憶合金絞線(5)，形狀記憶合金絞線(5)一端通過夾緊塊(6)與第一連接鋼板(1)連接，夾緊塊(6)安裝固定在第一連接鋼板(1)上，另一端通過帶有拉緊環的螺栓(9)連接在第二連接鋼板(10)上，通過螺栓(9)的拉緊環調節形狀記憶合金絞線(5)的預拉力；所述的形狀記憶合金絞線(5)以高阻尼橡膠體(4)的軸心為基準均勻布置，形狀記憶合金絞線(5)的合力作用在高阻尼橡膠體(4)的軸心上。...

【技術特征摘要】
1.一種高阻尼橡膠體內穿形狀記憶合金絞線的阻尼器，其特征在于，該阻尼器包括第一連接鋼板(1)、連接螺栓(2)、膠結層(3)、高阻尼橡膠體(4)、形狀記憶合金絞線(5)、夾緊塊(6)、形狀記憶合金絞線孔(7)、高阻尼橡膠體內的絞線孔(8)、帶拉緊環的螺栓(9)和第二連接鋼板(10)；第一連接鋼板(1)為圓柱體或矩形體，一側設置凹槽，用于安置夾緊塊(6)；第一連接鋼板(1)上兩端設有第一連接螺栓孔(13)，凹槽處預留有形狀記憶合金絞線孔(7)，形狀記憶合金絞線孔(7)的數量和直徑由形狀記憶合金絞線(5)的數量和直徑確定；第一連接鋼板(1)一側通過膠結層(3)與高阻尼橡膠體(4)固結，另一側通過連接螺栓(2)安裝在相應位置上；第二連接鋼板(10)為圓柱體或矩形體，一側設置凹槽，用來安置帶拉緊環的螺栓(9)，另一側設有套箍結構，用于定位和固定高阻尼橡膠體(4)，并防止高阻尼橡膠體(4)和第二連接鋼板(10)之間產生相對錯動；第二連接鋼板(10)上設有第二連接螺栓孔(11)，凹槽處預留有預緊螺栓孔(12)，預緊螺栓孔(12)的數量與形狀記憶合金絞線(5)的數量一致；第二連接鋼板(10)一側與高阻尼橡膠體(4)自由接觸，另一側通過連接螺栓(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘盛山，朱禹熹，譚巖斌，崔瑤，王騫，田凱論，邱文亮，黃才良，張哲，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：新型
國別省市：遼寧,21