專利名稱：自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土木建筑和機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種減振控制裝置， 尤其是同時(shí)具有振動(dòng)耗能及復(fù)位功能的阻尼器。
背景技術(shù)：
形狀記憶合金是一種兼有感知和驅(qū)動(dòng)能力的新型功能材料，具有特殊的形 狀記憶效應(yīng)和超彈效應(yīng)。由形狀記憶合金制成的阻尼器與其他材料阻尼器相比， 具有可恢復(fù)變形大、阻尼能力強(qiáng)以及耐久性、抗腐蝕、抗疲勞性好、維護(hù)費(fèi)用 低等優(yōu)點(diǎn)。在土木結(jié)構(gòu)中，對阻尼器性能優(yōu)良的評價(jià)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面 一是結(jié)構(gòu) 或構(gòu)件在地震或風(fēng)荷載作用下振動(dòng)的減小；二是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在強(qiáng)振后殘余變形 的減小。目前已有一些利用形狀記憶合金的超彈性開發(fā)的阻尼器，根據(jù)其功能 主要分為兩類 一類是耗能型阻尼器，提供了飽滿的滯回曲線，能消耗大量振 動(dòng)能量，但卸荷后殘余變形大；另一類是復(fù)位型阻尼器，其滯回曲線狹長，耗 能能力弱，但卸荷后能恢復(fù)初始狀態(tài)。將形狀記憶合金的耗能及復(fù)位功能結(jié)合 起來，開發(fā)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單的超彈性形狀記憶合金阻尼器，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)被動(dòng) 控制，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。發(fā)明內(nèi)容為了減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)及強(qiáng)振后的殘余變形，本實(shí)用新型提供一種自復(fù)位超彈 性形狀記憶合金阻尼器，該阻尼器同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能，且構(gòu) 造簡單、易于安裝。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器，由超
彈性形狀記憶合金絲、缸筒、拉桿、左動(dòng)活塞、右動(dòng)活塞、左定活塞、右定活 塞、左缸蓋、右缸蓋、連接桿、調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺母、鎖緊螺母、限位螺母和 夾具組成。缸筒壁厚沿軸向變化，兩端小，中部大。左、右缸蓋分別由螺栓固 定在缸筒的左、右端。拉桿為變截面圓桿，與缸筒同軸并穿過右缸蓋，且其近 右端局部削平以防止拉桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。左、右定活塞通過限位螺母固定在拉桿上， 左、右動(dòng)活塞穿套在拉桿上。連接桿螺栓連接于左缸蓋。連接桿和拉桿端部分 別與不同結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)不同部位銷栓連接。超彈性形狀記憶合金絲按功能分為復(fù)位絲和耗能絲。復(fù)位絲用夾具固定在 動(dòng)活塞上，對其施加小的預(yù)應(yīng)變可將左、右動(dòng)活塞夾緊在缸筒厚壁兩端及兩個(gè) 限位螺母處，復(fù)位絲對稱于缸筒軸心線，沿動(dòng)活塞圓周對稱布置；拉桿相對缸 筒右移時(shí)，右動(dòng)活塞隨拉桿一起運(yùn)動(dòng)，左動(dòng)活塞受缸筒阻擋，反之，左動(dòng)活塞 會(huì)隨拉桿一起相對缸筒左移，右動(dòng)活塞受缸筒阻擋，因此在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中復(fù) 位絲始終處于拉伸狀態(tài)；復(fù)位絲提供了大變形恢復(fù)能力。耗能絲對稱于缸筒軸 心線，其中一對絲連接左缸蓋和右定活塞，另一對絲連接右缸蓋和左定活塞， 通過調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺桿預(yù)拉形狀記憶合金絲使其應(yīng)變至超彈性平臺的中點(diǎn)； 拉桿相對缸筒運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)牽引著兩對耗能絲交替進(jìn)行拉伸與回縮變化，形成飽 滿的滯回曲線，消耗大量振動(dòng)能量，提供穩(wěn)定的阻尼力。復(fù)位絲和耗能絲各自 發(fā)揮作用，使阻尼器同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能。本實(shí)用新型的效果和益處是自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器，同時(shí)具 有良好的耗能減振及復(fù)位功能，用于土木建筑及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的被動(dòng)控制， 可以減小結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的振動(dòng)及強(qiáng)振后的殘余變形。該阻尼器構(gòu)造簡單，易于安 裝，且具有良好的抗腐蝕和抗疲勞性，維護(hù)費(fèi)用低。

圖1是自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器的結(jié)構(gòu)縱剖面構(gòu)造示意圖。 圖中l(wèi).左缸蓋，2.連接桿，3.調(diào)節(jié)螺桿，4.調(diào)節(jié)螺母，5.缸筒，6.左動(dòng)活塞，7.左定活塞，8.復(fù)位形狀記憶合金絲，9.耗能形狀記憶合金絲，IO.右定活塞， ll.右動(dòng)活塞，12.右缸蓋，13.限位螺母，14.拉桿，15.鎖緊螺母，16.夾具。圖2是圖1中缸筒的右視圖。圖3是圖2的I - I剖面圖圖4是圖1中左動(dòng)活塞的左視圖。圖中17.復(fù)位絲孔，18.耗能絲孔，19. 拉桿孔。圖5是圖1中右動(dòng)活塞的右視圖。圖中17.復(fù)位絲孔，19.拉桿孔，20.耗能絲孔。圖6是圖1中左(右)定活塞的左(右)視圖。圖中18.耗能絲孔，19.拉 桿孔，20.耗能絲孔。圖7是圖1中左缸蓋的左視圖。圖中21.調(diào)解螺桿孔，22.螺栓孔，23.連接 桿孔。圖8是圖1中右缸蓋的右視圖。圖中24.調(diào)解螺桿孔，25.螺栓孔，26.拉桿孔。圖9是圖1中拉桿的主視圖。 圖10是圖9的I1-II剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。 在圖1中，中心線上、下部分示意了阻尼器的中心軸對稱結(jié)構(gòu)。拉桿14與缸 筒5同軸。四組復(fù)位形狀記憶合金絲8穿過左動(dòng)活塞6和右動(dòng)活塞11的復(fù)位絲孔17，張緊并用夾具16固定在左動(dòng)活塞6和右動(dòng)活塞11上。左側(cè)兩組耗能形狀記憶 合金絲9，穿過左缸蓋1以及左動(dòng)活塞6、左定活塞7和右定活塞10的耗能絲孔18， 其左端固定于安裝在左缸蓋1的調(diào)節(jié)螺桿3上，右端固定在右定活塞10上。右側(cè) 兩組耗能形狀記憶合金絲9，穿過右缸蓋12以及右動(dòng)活塞11、右定活塞10和左定 活塞7的耗能絲孔20，其右端固定于安裝在右缸蓋12的調(diào)節(jié)螺桿3上，左端固定 在左定活塞7上。整個(gè)安裝過程由內(nèi)及外進(jìn)行。具體實(shí)施步驟如下根據(jù)振動(dòng)控制的要求，確定該阻尼器各組成部件的材 性、尺寸及數(shù)量。限位螺母13固定左定活塞7和右定活塞10于拉桿14上。調(diào)節(jié)拉 桿14與缸筒5同軸布置。左動(dòng)活塞6和右動(dòng)活塞11穿套在拉桿14的兩側(cè)，張緊的 復(fù)位形狀記憶合金絲8使左動(dòng)活塞6和右動(dòng)活塞11緊靠在缸筒5厚壁兩端及兩個(gè) 限位螺母13處。連接桿2螺栓連接于左缸蓋1上。螺栓固定左、右缸蓋l、 12于缸 筒5上，拉桿14通過右缸蓋12的拉桿孔26。調(diào)節(jié)螺桿3和調(diào)節(jié)螺母4預(yù)拉耗能形狀 記憶合金絲9至其超彈性平臺的中點(diǎn)，并用鎖緊螺母15固定調(diào)節(jié)螺桿3。
權(quán)利要求1.一種自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器，由復(fù)位形狀記憶合金絲(8)、耗能形狀記憶合金絲(9)、缸筒(5)、左動(dòng)活塞(6)、右動(dòng)活塞(11)、左定活塞(7)、右定活塞(10)、左缸蓋(1)、右缸蓋(12)、拉桿(14)、連接桿(2)、限位螺母(13)、調(diào)節(jié)螺桿(3)及調(diào)節(jié)螺母(4)組成，其特征是左動(dòng)活塞(6)和右動(dòng)活塞(11)穿套在拉桿(14)上，限位螺母(13)固定左定活塞(7)和右定活塞(10)于拉桿(14)上，左缸蓋(1)和右缸蓋(12)由螺栓連接于缸筒(5)上，拉桿(14)相對于缸筒(5)運(yùn)動(dòng)；對稱分布的復(fù)位形狀記憶合金絲(8)連接左動(dòng)活塞(6)和右動(dòng)活塞(11)，并將其約束在缸筒(5)厚壁及限位螺母(13)處；耗能形狀記憶合金絲(9)被調(diào)節(jié)螺桿(3)及調(diào)節(jié)螺母(4)施加預(yù)應(yīng)變至其超彈性平臺中點(diǎn)，其中一對絲連接右定活塞(10)和左缸蓋(1)，另一對絲連接左定活塞(7)和右缸蓋(12)。
專利摘要自復(fù)位超彈性形狀記憶合金阻尼器是一種用于土木建筑和機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的減振控制裝置。其特征是該阻尼器主要由穿套在拉桿的動(dòng)活塞、固定于拉桿的定活塞、缸筒、缸蓋及連接桿等組成骨架。利用復(fù)位形狀記憶合金絲將左、右動(dòng)活塞約束在缸筒厚壁及限位螺母處，拉桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)一側(cè)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，另一側(cè)動(dòng)活塞被缸筒厚壁阻擋，復(fù)位絲始終處于拉伸狀態(tài)，具有大變形恢復(fù)能力。預(yù)應(yīng)變的耗能形狀記憶合金絲，一對連接右定活塞和左缸蓋，另一對連接左定活塞和右缸蓋，在拉桿運(yùn)動(dòng)中兩對耗能絲交替進(jìn)行拉伸與回縮變化，提供較大的滯回耗能。本實(shí)用新型效果和益處是同時(shí)具有良好的耗能減振及復(fù)位功能，可以減小結(jié)構(gòu)或構(gòu)件振動(dòng)及強(qiáng)振后殘余變形，且構(gòu)造簡單。
文檔編號E04B1/98GK201027352SQ20072001160
公開日2008年2月27日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者任文杰, 宋鋼兵, 李宏男 申請人:大連理工大學(xué)