本發(fā)明涉及摩擦阻尼器和沖擊阻尼器，在腔體內(nèi)放置固定和可移動(dòng)的摩擦片，通過摩擦片之間的摩擦、碰撞緩沖裝置與腔體的撞擊、摩擦材料與擋板的摩擦來耗能，屬于土木結(jié)構(gòu)（包括高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)等）振動(dòng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，基礎(chǔ)隔震、消能減震以及調(diào)諧減震控制等被動(dòng)控制技術(shù)由于其概念簡單、機(jī)理明確在國內(nèi)外土木工程中得到廣泛應(yīng)用。其中，摩擦阻尼器由于其摩擦力大小易于控制，可方便地通過調(diào)節(jié)預(yù)壓力來確定，其性能對環(huán)境溫度及摩擦生熱不敏感而被廣泛應(yīng)用。沖擊阻尼器利用固體顆粒與主體結(jié)構(gòu)碰撞時(shí)引起的動(dòng)量交換和能量耗散來減小系統(tǒng)的振動(dòng)，具有耐久性好，可靠度高，對溫度變化不敏感，易于用在惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因此也受到了廣泛的應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)的摩擦阻尼器和沖擊阻尼器仍存在著一些不足：首先，傳統(tǒng)的摩擦阻尼器在預(yù)緊力較大時(shí)能獲得較好的耗能效果，但是，此時(shí)它在小震狀態(tài)下不起滑，若預(yù)緊力較小，則在大震情況下不能有很好的耗能效果；其次，傳統(tǒng)的沖擊阻尼器加速度較大、接觸力較高，由于這些原因，阻尼器的壽命較短，并且其較大的噪音也是限制其發(fā)展的一個(gè)重要因素。因此，在現(xiàn)有的摩擦阻尼器基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，施加較小預(yù)緊力或不施加預(yù)緊力，使阻尼器在小震情況下可以滑動(dòng)。當(dāng)大震來臨時(shí)，摩擦片滑動(dòng)劇烈，一部分能量消耗在摩擦片之間的摩擦力上；此外，可移動(dòng)摩擦片會(huì)撞擊腔體，通過動(dòng)量交換達(dá)到減震的目的；在撞擊的同時(shí)，一部分能量由緩沖裝置轉(zhuǎn)化，最終消耗在摩擦材料和擋板的摩擦中。這種新型的阻尼器有三條耗能途徑，可以有效提高耗能能力，并且由于緩沖裝置的作用可以克服傳統(tǒng)沖擊阻尼器的不足，這對于實(shí)際工程的減震具有重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)阻尼器不能兼顧小震和大震，同時(shí)解決沖擊阻尼器大噪音，高加速度和高接觸力的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種多能耗方式的阻尼器。該裝置在發(fā)揮傳統(tǒng)摩擦阻尼器和沖擊阻尼器的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，即增加能耗的途徑，使大震和小震能夠有對應(yīng)合適的耗能能力。在小震時(shí)，由于摩擦片還未撞擊到腔體，也可大大降低平時(shí)使用時(shí)的噪音?？梢苿?dòng)摩擦片端部的緩沖裝置，一方面可以把一部分能量耗散在摩擦材料和擋板的摩擦中，另一方面它允許摩擦片撞擊腔體的同時(shí)有一定緩沖的余地，增加了碰撞的接觸時(shí)間，從而降低了阻尼器的加速度和接觸力，增加了阻尼器的壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案。

本發(fā)明提出的一種利用摩擦和沖擊耗能的阻尼器，由阻尼器腔體單元5、立桿1、第一摩擦片2、第二摩擦片3和撞擊緩沖裝置4組成，其中：阻尼器腔體單元5為長方體結(jié)構(gòu)，阻尼器腔體單元5內(nèi)豎直固定有立桿1，立桿1上沿水平方向固定有若干第一摩擦片２，相鄰的第一摩擦片2之間放置有可移動(dòng)的第二摩擦片3，所述第二摩擦片３穿過立桿１，每個(gè)可移動(dòng)的第二摩擦片3兩端裝有撞擊緩沖裝置4；所述撞擊緩沖裝置4由三組桿件7、轉(zhuǎn)軸6、固定桿8、彈簧9和擋板10組成，三組桿件7由三根連桿和軸組成，三根連桿分別與軸連接，三組桿件７的軸套于轉(zhuǎn)軸６外，且三組桿件７可繞轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，三組桿件７的軸通過固定桿8固定在擋板10上，其中一根桿件的一端通過彈簧9固定在擋板10上；若干個(gè)阻尼器腔體單元5相互垂直固定在結(jié)構(gòu)的頂層或相對位移較大的地方；在風(fēng)或/和地震等作用下，通過第一摩擦片與第二摩擦片之間的摩擦、碰撞緩沖裝置與阻尼器腔體單元５的撞擊、第一摩擦片２與擋板10的摩擦來轉(zhuǎn)移并耗散結(jié)構(gòu)的能量。

本發(fā)明中，三組桿件7、轉(zhuǎn)軸6、固定桿8、彈簧9和擋板10均為鋼材，三組桿件7中的每兩根連件之間夾角為120°。撞擊緩沖裝置4與第二摩擦片3采用焊接或用釘子連接。

本發(fā)明中，第一摩擦片2和第二摩擦片3可依據(jù)需要確定其數(shù)量，所述的第一摩擦片２或第二摩擦片３采用鋼片或者木板；第一摩擦片2中央有一個(gè)與立桿1截面大小形狀相同的孔洞，可移動(dòng)的第二摩擦片3上有一個(gè)長條形的孔洞，第一摩擦片２或第二摩擦片３通過相應(yīng)的孔洞穿在立桿1上，長條形的孔洞使第二摩擦片３能在兩片第一摩擦片２之間來回移動(dòng)。

本發(fā)明中，阻尼器腔體單元5材質(zhì)為5mm-10mm的金屬材料，立桿1材質(zhì)為金屬材料，立杜１底部與阻尼器腔體單元5采用焊接連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）本發(fā)明一共有三種能耗的途徑，使大震和小震能夠有對應(yīng)合適的耗能能力。

（2）在小震時(shí)僅啟動(dòng)第一重能耗方式，可大大降低絕大多數(shù)時(shí)間由于阻尼器帶來的噪音。

（3）撞擊緩沖裝置在增加能耗途徑的同時(shí)，通過增加接觸時(shí)間可大大降低接觸力和摩擦片的加速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明利用摩擦和沖擊耗能的阻尼器正立面圖；

圖2為本發(fā)明利用摩擦和沖擊耗能的阻尼器的撞擊緩沖裝置的正立面圖；

圖3為本發(fā)明利用摩擦和沖擊耗能的阻尼器的可移動(dòng)摩擦片的俯視圖；

圖4為本發(fā)明利用摩擦和沖擊耗能的阻尼器的固定摩擦片的俯視圖；

圖中標(biāo)號1為立桿，2為第一摩擦片，3為第二摩擦片，4為撞擊緩沖裝置，5為阻尼器腔體單元，6為轉(zhuǎn)軸，7為三組桿件，8為固定桿，9為彈簧，10為擋板，11為摩擦材料，12為撞擊點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1和圖2詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例1：如圖1所示，本發(fā)明的一種利用摩擦和沖擊耗能的阻尼器的實(shí)施例，其主要包括阻尼器腔體單元5、立桿1、固定的第一摩擦片2、可移動(dòng)的第二摩擦片3和撞擊緩沖裝置4。

阻尼器腔體單元5是由5mm-10mm厚的鋼板焊接而成的長方體空腔，通過一定的方式與結(jié)構(gòu)固定。立桿1也為金屬材料，通過焊接固定在腔體中央。固定摩擦片2的中央有一個(gè)與立桿截面形狀大小相同的孔洞，可把固定摩擦片通過孔洞穿入立桿?？梢苿?dòng)摩擦片3中央有一長條形孔洞，可通過孔洞將其穿入立桿1。把兩種摩擦片穿過立桿1交替堆疊在一起。在可移動(dòng)摩擦片3的兩端裝上撞擊緩沖裝置，用焊接或用釘子連接。

如圖2所示，撞擊緩沖裝置由三組桿件7、轉(zhuǎn)軸6、固定桿8、彈簧9以及擋板10組成。三組桿件7可繞轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，它們由固定桿8固定在擋板10上，其中一組桿件由彈簧9固定在擋板10上。各構(gòu)件均為為鋼材，由焊接連接。三組桿件7中的每兩組桿件的夾角為120°。在距離擋板10較近的桿件端部包裹上摩擦材料11。撞擊緩沖裝置4與可移動(dòng)摩擦片3為焊接或用釘子連接。

多個(gè)阻尼器腔體單元5相互垂直固定在結(jié)構(gòu)的頂層或相對位移較大的地方；在風(fēng)或/和地震等作用下，通過摩擦片之間的摩擦、碰撞緩沖裝置與腔體的撞擊、摩擦材料與擋板的摩擦來轉(zhuǎn)移并耗散結(jié)構(gòu)的能量。