CN108035598B - 一种半主动/被动混合减震装置 - Google Patents
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Abstract
一种半主动/被动混合减震装置，主要包括上压板、下压板、滑动板、连接板、固定螺杆一、固定螺杆二、固定杆、形状记忆合金丝、环形压电陶瓷驱动器等，固定螺杆一穿过上压板、连接板和下压板，固定螺杆二穿过上压板、滑动板和下压板；固定螺杆上下用螺母与上、下压板固定，螺母与下压板之间设置垫圈，并在减震装置两端上侧螺母的下面各设置一个环形压电陶瓷驱动器，上、下压板分别留有固定杆滑动槽，固定杆穿过滑动槽与滑动板固定，滑动板右侧留有固定螺杆二***的滑动槽。固定螺杆一与固定杆之间、固定杆与固定螺杆二之间上下两侧分别对称布置SMA丝。本发明具有可复位、组件少、质量轻、结构简单小巧、性能稳定、便于大规模安装与应用的优点。
Description
技术领域
本发明属于结构振动控制技术领域，特别涉及一种半主动/被动混合减震装置。
背景技术
压电摩擦阻尼器是近些年结构振动控制领域研究的热点，但限于压电驱动器的变形特点，压电摩擦阻尼器一般都需要施加较大的初始压力，才能对压电陶瓷进行较好的约束，这样在小震中就可能由于摩擦面难于滑动而失效；而预压力较小的话，一方面不能较好的约束压电陶瓷的变形，另一方面没有了初始摩擦力的参与，其出力往往也不能满足大震中的耗能要求；形状记忆合金材料可以提供饱满的滞回曲线并且卸载后没有残余变形，性能稳定，耗能能力强。利用SMA和压电材料制成的混合减震装置可以有效提高压电摩擦器单独使用时的耗能能力，且控制力可调。公开号：CN101851963A和CN105971357A都设计了SMA与压电组合的减震装置，前者体型较大，主要用于基础隔震，适用范围小；后者结构复杂，组件较多，制作成本高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半主动/被动混合减震装置，具有体型小巧，结构简单，传力明确，性能稳定等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种半主动/被动混合减震装置，主要由上压板4、下压板5、滑动板10、连接板11、固定螺杆一1、固定螺杆二2、固定杆3、SMA丝一6、SMA丝二7、环形压电陶瓷驱动器8组成，连接板11作为固定端与外部结构连接，滑动板10和连接板11位于上压板4和下压板5之间，上压板4和下压板5上均设置有滑动槽一12，固定杆3穿过滑动槽一12与滑动板10固定使滑动板10沿着减震装置轴心运动，滑动板10上有与滑动槽一12的长度方向一致的滑动槽二13，固定螺杆一1依次穿过上压板4、连接板11和下压板5，上端采用螺母一91固定，下端采用螺母二92固定，固定螺杆二2依次穿过上压板4、滑动槽二13和下压板5，上端采用螺母三93固定，下端均采用螺母四94固定，固定螺杆一1和固定螺杆二2分别位于固定杆3的左右两侧，固定螺杆一1与固定杆3之间上下对称布置SMA丝一6，固定杆3与固定螺杆二2之间上下对称布置SMA丝二7，两个环形压电陶瓷驱动器8分别设置在固定螺杆一1和固定螺杆二2上，位于上压板4和螺母一91以及上压板4和螺母三93之间，通过调节螺母二92和螺母四94调节上压板4、下压板5与滑动板10之间的预压力，通过调节环形压电陶瓷驱动器8改变上压板4、下压板5与滑动板10之间的摩擦力。
所述连接杆11与滑动板10端部分别设有连接孔14，以用来与外部结构或构件连接。
所述SMA丝一6和SMA二丝7的两端均用夹具固定，SMA丝兼具耗能与复位作用。
所述螺母二92和螺母四94与下压板5之间均设置垫圈，所述环形压电陶瓷驱动器8与螺母一91和螺母三93之间均设置垫片，螺母一91和螺母三93与上压板4之间均设置垫圈。垫片和垫圈保证了环形压电陶瓷驱动器8、螺母9、上下压板之间接触面的受力均匀。
所述SMA丝一6和SMA丝二7的数量，长度，直径均相等，以保证左右回复力的一致。
所述滑动板10和连接板11位于同一高度。
本发明中，连接板11通过固定螺杆一1与上、下压板固定，并作为固定端与外部结构连接，螺栓连接可以使地震时减震装置主体与连接段发生一定转动，防止减震装置受横向外力时发生破坏。
当振动发生时，滑动板10开始运动，此时滑动板10与上、下压板发生摩擦耗能，同时SMA丝一6和SMA丝二7总有一个受拉耗能。且可以通过改变压电驱动器8的输入电压实时调节减震装置的控制力大小，当电力***失效时，SMA丝依然能较好地发挥耗能减震作用。
与现有技术相比，本发明具有的优点有：组件较少，结构简单，体型小巧，加工成本低，便于大规模安装与使用；相对于箱式和筒式SMA压电混合减震装置，SMA丝和压电材料都置于减震装置主体的外侧，便于拆卸与更换，后期维护成本低。
附图说明
图1为本发明所述半主动/被动混合减震装置的三维立体图。
图2为本发明所述半主动/被动混合减震装置的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1，图2所示，一种半主动/被动混合减震装置，主要由上压板4、下压板5、滑动板10、连接板11、固定螺杆一1、固定螺杆二2、固定杆3、SMA丝一6、SMA丝二7、环形压电陶瓷驱动器8组成。
固定螺杆一1依次穿过上压板4、连接板11和下压板5，上端采用螺母一91固定，下端采用螺母二92固定，固定螺杆二2依次穿过上压板4、滑动槽二13和下压板5，上端采用螺母三93固定，下端均采用螺母四94固定。
两个环形压电陶瓷驱动器8分别设置在固定螺杆一1和固定螺杆二2上，位于上压板4和螺母一91以及上压板4和螺母三93之间。其中螺母二92和螺母四94与下压板5之间均设置垫圈，环形压电陶瓷驱动器8与螺母一91和螺母三93之间均设置垫片，螺母一91和螺母三93与上压板4之间均设置垫圈。垫片和垫圈保证了环形压电陶瓷驱动器8、螺母9、上下压板之间接触面的受力均匀。
调节环形压电陶瓷驱动器8的电压可以改变压板与滑动板10之间的摩擦力。连接板11与滑动板10端部分别设有连接孔14，以用来与外部结构或构件连接。上、下压板分别留有固定杆滑动槽一12，固定杆3穿过滑动槽一12与滑动板10固定，滑动板10右侧留有滑动槽二13。
连接板11作为固定端与外部结构连接，通过固定螺杆一1采用螺母9与上、下压板固定，螺栓连接可以使地震时减震装置主体与连接段发生一定转动，防止减震装置受横向外力时发生破坏。
固定螺杆一1与固定杆3之间上下对称布置SMA丝一6，固定杆3与固定螺杆二2之间上下对称布置SMA丝二7，且SMA丝两端用夹具固定。并根据计算确定SMA丝的数量和预应变。采用力矩扳手拧固定螺杆上的下侧螺母9可以调节压板与滑动板10之间的预压力，并根据需要确定其预压力。
滑动板10与固定杆3形成整体，上、下压板与固定螺杆一1和固定螺杆二2形成整体。当滑动板10滑动时，固定杆3可在上、下压板的滑动槽一12中自由滑动，固定螺杆可在滑动板的预留空槽13中左右运动。且固定杆3与滑动槽二13保证了滑动板10沿着减震装置的轴心运动。
Claims (1)
1.一种半主动/被动混合减震装置，由上压板（4）、下压板（5）、滑动板（10）、连接板（11）、固定螺杆一（1）、固定螺杆二（2）、固定杆（3）、SMA丝一（6）、SMA丝二（7）、环形压电陶瓷驱动器（8）组成，连接板（11）作为固定端与外部结构连接，其特征在于，滑动板（10）和连接板（11）位于上压板（4）和下压板（5）之间，上压板（4）和下压板（5）上均设置有滑动槽一（12），固定杆（3）穿过滑动槽一（12）与滑动板（10）固定使滑动板（10）沿着减震装置轴心运动，滑动板（10）上有与滑动槽一（12）的长度方向一致的滑动槽二（13），固定螺杆一（1）依次穿过上压板（4）、连接板（11）和下压板（5），上端采用螺母一（91）固定，下端采用螺母二（92）固定，固定螺杆二（2）依次穿过上压板（4）、滑动槽二（13）和下压板（5），上端采用螺母三（93）固定，下端均采用螺母四（94）固定，固定螺杆一（1）和固定螺杆二（2）分别位于固定杆（3）的左右两侧，固定螺杆一（1）与固定杆（3）之间上下对称布置SMA丝一（6），固定杆（3）与固定螺杆二（2）之间上下对称布置SMA丝二（7），两个环形压电陶瓷驱动器（8）分别设置在固定螺杆一（1）和固定螺杆二（2）上，位于上压板（4）和螺母一（91）以及上压板（4）和螺母三（93）之间，通过调节螺母二（92）和螺母四（94）调节上压板（4）、下压板（5）与滑动板（10）之间的预压力，通过调节环形压电陶瓷驱动器（8）改变上压板（4）、下压板（5）与滑动板（10）之间的摩擦力；
所述连接板（11）与滑动板（10）端部分别设有连接孔（14），以用来与外部结构或构件连接；
所述SMA丝一（6）和SMA丝二（7）的两端均用夹具固定，SMA丝兼具耗能与复位作用；
所述螺母二（92）和螺母四（94）与下压板（5）之间均设置垫圈，所述环形压电陶瓷驱动器（8）与螺母一（91）和螺母三（93）之间均设置垫片，螺母一（91）和螺母三（93）与上压板（4）之间均设置垫圈；
所述SMA丝一（6）和SMA丝二（7）的数量，长度，直径均相等，以保证左右回复力的一致；
所述滑动板（10）和连接板（11）位于同一高度。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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