多维超弹性形状记忆合金阻尼器.pdf

多维超弹性形状记忆合金阻尼器是一种用于土木建筑和机械工程技术领域的减振控制装置。其特征是该阻尼器主要由形状记忆合金丝、内钢筒、外钢筒组成。内钢筒与外钢筒同轴，形状记忆合金丝沿钢筒圆周径向水平对称布置，即形状记忆合金丝由外钢筒一侧孔穿入，由内钢筒一侧孔穿出，其两端分别固定在内、外钢筒。形状记忆合金丝由可调螺杆和螺母施加预应变至其超弹性平台的中点，内钢筒相对于外钢筒的平面运动牵引着形状记忆合金丝部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力和较大的耗能力。本实用新型的效果和益处是具有平面内任意方向的耗能减振作用，同时兼有竖向和扭转方向的振动阻尼及复位功能，实现结构多维被动控制。

权利要求书
1.  一种多维超弹性形状记忆合金阻尼器，是由超弹性形状记忆合金丝(1)、内钢筒(2)、外钢筒(3)、调节螺杆(4)和调节螺母(5)组成，其特征是：内钢筒(2)与外钢筒(3)同轴，八组形状记忆合金丝(1)沿钢筒圆周径向水平对称布置，由外钢筒(3)一侧孔穿入，由内钢筒(2)一侧孔穿出，其两端分别固定在内钢筒(2)、外钢筒(3)上，并由调节螺杆(4)和调节螺母(5)施加预应变至其超弹性平台的中点。

说明书多维超弹性形状记忆合金阻尼器
技术领域
本实用新型属于土木建筑和机械工程技术领域，涉及一种减振控制装置，尤其是能够在平面内任意方向发挥耗能减振作用，同时兼有竖向和扭转方向的振动阻尼及复位功能的阻尼器。
背景技术
优良的被动控制装置可以有效抑制工程结构的振动响应，保证结构的安全和适用性。常用的耗能减振装置，如粘弹性阻尼器、粘滞流体阻尼器、摩擦阻尼器、低屈服点金属阻尼器等，具有一些局限性：老化与耐久性问题、长期工作的稳定性问题、强振后的维修与替换问题等。形状记忆合金作为一种兼有感知和驱动能力的新型功能材料，具有特殊的形状记忆效应和超弹性效应。由形状记忆合金制成的阻尼器，具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀、抗疲劳性好、维护费用低等优点。
工程结构或构件在地震、风以及机械振动等随机荷载作用下的响应是随机的，表现之一就是振动响应方向的随机性。目前研制开发的形状记忆合金阻尼器，通常仅具有单一方向的耗能减振能力，本身不易实现工程中的多维被动控制。
发明内容
为了实现结构多维被动控制，本实用新型提供一种多维超弹性形状记忆合金阻尼器，该阻尼器不仅具有平面内任意方向的耗能减振能力，同时兼有竖向和扭转方向的振动阻尼及复位功能。
本实用新型采用的技术方案是：多维超弹性形状记忆合金阻尼器，主要包括有超弹性形状记忆合金丝、内钢筒、外钢筒。内钢筒与外钢筒同轴。八组形状记忆合金丝沿钢筒圆周径向水平对称布置，即形状记忆合金丝由外钢筒一侧的孔穿入，由内钢筒相应一侧的孔穿出，其两端被固定在外、内钢筒；形状记忆合金丝被调节螺杆和调节螺母预拉伸应变至其超弹性平台的中点。内钢筒与外钢筒分别固定在不同结构或结构不同构件处。当内钢筒相对于外钢筒在平面内运动时，内钢筒牵引着形状记忆合金丝部分伸长和部分缩短地交替变化，从而提供稳定的阻尼力并消耗大量能量，以抑制结构或构件平面内任意方向的振动。另外，内钢筒相对于外钢筒也可以发生竖向位移和扭转，由于在这一振动过程中形状记忆合金丝始终处于拉伸状态，因此该阻尼器又具有竖向和扭转方向的振动阻尼及复位功能。
本实用新型的效果和益处是：多维超弹性形状记忆合金阻尼器，用于土木建筑和机械结构中，利用形状记忆合金的超弹性滞回特性，消耗振动能量，减小结构振动响应，实现被动控制。该阻尼器的突出优点表现在平面内任意方向具有耗能减振能力，同时兼有竖向和扭转方向的振动阻尼及复位功能。该阻尼器阻尼能力强、可恢复变形大、具有较好的抗腐蚀、抗疲劳性，且维护费用低、构造简单、安装方便。
附图说明
图1是多维超弹性形状记忆合金阻尼器的结构平面图。
图2是图1的I-I剖面图。
图中：1.形状记忆合金丝；2.内钢筒；3.外钢筒；4.调节螺杆；5.调节螺母；6.夹具；7.锁紧螺母。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。
步骤1
根据振动控制的要求，确定该阻尼器各组成部件的材性、尺寸及数量。
步骤2
将内钢筒2与外钢筒3对应位置钻孔，并调节内钢筒2、外钢筒3同轴。形状记忆合金丝1沿钢筒圆周径向水平对称布置，即形状记忆合金丝1由外钢筒3一侧的孔穿入，由内钢筒2相应一侧的孔穿出，其一端由夹具6固定在安装于外钢筒3的调节螺杆4的放大端部，另一端固定在内钢筒2上。
步骤3
调节螺杆4和调节螺母5施加预应变于形状记忆合金丝1至其超弹性平台中点，并用锁紧螺母7锁紧。
在上述结构中，可以有更多组形状记忆合金丝1沿钢筒圆周径向水平对称布置。