本發(fā)明提供了一種自復(fù)位放大位移型形狀記憶合金(sma)阻尼器，可以將建筑結(jié)構(gòu)在外荷載作用下梁柱節(jié)點處或結(jié)構(gòu)層間產(chǎn)生的較小的相對位移根據(jù)需要進行放大，通過限制放大以后的位移充分發(fā)揮超彈性形狀記憶合金(sma)材料的耗能能力，消耗地震能量。適用于工程結(jié)構(gòu)的減振控制，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

建筑結(jié)構(gòu)在受到外界的干擾或激勵時都會產(chǎn)生響應(yīng)，這是因為激勵使系統(tǒng)獲得了能量的輸入。同時，系統(tǒng)又能將輸入的能量通過某種機理轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌芰啃问蕉牡簦馆斎肽芰亢秃膿p能量保持平衡，這種系統(tǒng)耗損能量的能力稱為阻尼。對龐大的土木工程結(jié)構(gòu)而言,依靠自身的阻尼耗能特性抵抗外來振動并不可靠。隨著新型阻尼耗能技術(shù)的不斷提出，利用結(jié)構(gòu)添加外部元件或內(nèi)部添加元件的方式實現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動控制方式都體現(xiàn)了較好的控制效果。

結(jié)構(gòu)的耗能減震技術(shù)是在結(jié)構(gòu)物的某些部位設(shè)置耗能裝置，通過耗能裝置的滯回變形來耗散或吸收由外力、地震作用或風(fēng)荷載等輸入結(jié)構(gòu)中的能量，以減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌，達到減震控制的目的。耗能減震技術(shù)因其減震機理明確、減震效果顯著、構(gòu)造簡單、適用范圍廣、維護方便等優(yōu)點而備受關(guān)注。

形狀記憶合金(shapememoryalloy，簡稱sma)是一種新型的功能材料，具有形狀記憶特性、超彈性效應(yīng)和高阻尼特性，在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制領(lǐng)域受到極大關(guān)注。超彈性是指合金在外力作用下產(chǎn)生遠大于其彈性極限應(yīng)變量的應(yīng)變，在卸載時這種應(yīng)變可自動恢復(fù)。sma裝置與傳統(tǒng)裝置相比，具有耐久性和耐腐蝕性好、使用期限長、允許變形大并且變形可恢復(fù)等一系列優(yōu)點。sma的超彈性效應(yīng)是一種特殊的滯回耗能特性，利用這個特性可以研制出性能良好的減振裝置，彌補現(xiàn)有常規(guī)阻尼器的一些不足。

傳統(tǒng)的sma被動阻尼器利用了sma的超彈性和高阻尼特性耗散振動能量，不足之處是沒有充分發(fā)揮sma可恢復(fù)應(yīng)變(6％—8％)大的特點，因此本設(shè)計的sma阻尼器利用杠桿原理將位移放大后傳遞給sma拉索，充分發(fā)揮sma的超彈性滯回耗能特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在研制一種新型自復(fù)位放大位移型形狀記憶合金(sma)阻尼器，可以將建筑結(jié)構(gòu)在外荷載作用下梁柱節(jié)點處或結(jié)構(gòu)層間產(chǎn)生的較小的相對位移根據(jù)需要進行放大，充分發(fā)揮sma的超彈性滯回耗能特性，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)消能減震的效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種自復(fù)位放大位移型形狀記憶合金阻尼器，所述的自復(fù)位放大位移型形狀記憶合金阻尼器包括套筒1、拉壓桿2、固定板3、支撐板4、杠桿5、形狀記憶合金絲6、緊壓螺栓7、雙u形滑槽孔洞8、圓柱卡頭9、連軸10、約束機構(gòu)11和套筒滑道12；該阻尼器主體結(jié)構(gòu)相對拉壓桿為四周對稱；

所述的固定板3為圓盤結(jié)構(gòu)，兩塊固定板3通過四根支撐板4垂直固接，形成主體框架，支撐板4的正中間位置開雙u形滑槽孔洞8；所述的套筒1垂直穿過固定板3的中心位置處并固定；所述的拉壓桿2穿過兩端的套筒1和位于兩套筒1間的約束機構(gòu)11，其中右端貫穿套筒1并凸出，左端與套筒1端部留有距離，形成內(nèi)部空腔，中間與約束機構(gòu)11焊接；所述的約束機構(gòu)11對稱布置，中間形成圓形孔洞；所述的杠桿5一端與連軸10固接，連軸10穿過約束結(jié)構(gòu)11的圓形孔洞；杠桿5的中部與圓柱卡頭9固接，圓柱卡頭9卡在支撐鋼板4中間的雙u形滑槽孔洞8內(nèi)；形狀記憶合金絲6兩端通過緊壓螺栓7固定在固定板3和杠桿5端部；

當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)帶動拉壓桿2做往復(fù)運動時，通過杠桿機構(gòu)將位移行程放大后傳遞到杠桿5末端，杠桿5末端往復(fù)運動帶動形狀記憶合金絲受拉伸長變形而耗能。

本發(fā)明的有益效果：

1、通過杠桿原理將建筑結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點處或結(jié)構(gòu)層間產(chǎn)生的相對較小的位移根據(jù)需要進行放大，通過限制放大以后的位移，充分發(fā)揮形狀記憶合金(sma)材料的耗能能力，達到更理想的耗能效果。即當(dāng)拉壓桿2做位移行程為β的往復(fù)運動時，通過杠桿機構(gòu)把位移傳遞給形狀記憶合金(sma)絲6，不管拉壓桿2是受推力還是拉力，總有一端sma絲受到拉力作用伸長變形而耗能，伸長量為放大倍數(shù)即為

2、可以通過調(diào)節(jié)支撐板4距離拉壓桿2和形狀記憶合金(sma)絲6的垂直距離即杠桿的力臂大小來調(diào)節(jié)位移放大倍數(shù)達到調(diào)節(jié)耗能效果的目的。

3、可以通過調(diào)節(jié)緊壓螺栓7的預(yù)緊力來調(diào)節(jié)形狀記憶合金(sma)絲6的預(yù)拉力，達到調(diào)節(jié)耗能效果的目的。

4、可以通過調(diào)節(jié)形狀記憶合金(sma)絲6的截面半徑和使用數(shù)量來調(diào)節(jié)阻尼器耗能能力。

5、由于形狀記憶合金(sma)絲6的超彈性特性，本發(fā)明自復(fù)位能力強。

6、本發(fā)明的耗能放大倍數(shù)及耗能效果可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)或建筑構(gòu)件的實際情況進行調(diào)整，構(gòu)造簡單，零件較少，制作和安裝過程方便，適用性強，便于維護，能有效提高結(jié)構(gòu)的抗振性能，具有廣闊的推廣市場和應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明圖1的a-a截面剖面圖。

圖3是本發(fā)明圖1的b-b截面剖面圖。

圖4是本發(fā)明的左立面圖。

圖5是本發(fā)明的右立面圖。

圖6是本發(fā)明第一種安裝位置示意圖。

圖7是本發(fā)明第二種安裝位置示意圖。

圖中：1套筒2拉壓桿3固定板4支撐板5杠桿6形狀記憶合金(sma)絲7緊壓螺栓8雙u形滑槽孔洞9圓柱卡頭10連軸11約束機構(gòu)12套筒滑道。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

一種自復(fù)位放大位移型形狀記憶合金阻尼器，所述的自復(fù)位放大位移型形狀記憶合金阻尼器包括套筒1、拉壓桿2、固定板3、支撐板4、杠桿5、形狀記憶合金絲6、緊壓螺栓7、雙u形滑槽孔洞8、圓柱卡頭9、連軸10、約束機構(gòu)11和套筒滑道12；該阻尼器主體結(jié)構(gòu)相對拉壓桿為四周對稱；

所述的固定板3為圓盤結(jié)構(gòu)，兩塊固定板3通過四根支撐板4垂直固接，形成主體框架，支撐板4的正中間位置開雙u形滑槽孔洞8；所述的套筒1垂直穿過固定板3的中心位置處并固定；所述的拉壓桿2穿過兩端的套筒1和位于兩套筒1間的約束機構(gòu)11，其中右端貫穿套筒1并凸出，左端與套筒1端部留有距離，形成內(nèi)部空腔，中間與約束機構(gòu)11焊接；所述的約束機構(gòu)11對稱布置，中間形成圓形孔洞；所述的杠桿5一端與連軸10固接，連軸10穿過約束結(jié)構(gòu)11的圓形孔洞；杠桿5的中部與圓柱卡頭9固接，圓柱卡頭9卡在支撐鋼板4中間的雙u形滑槽孔洞8內(nèi)；形狀記憶合金絲6兩端通過緊壓螺栓7固定在固定板3和杠桿5端部；

當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)帶動拉壓桿2做往復(fù)運動時，通過杠桿機構(gòu)將位移行程放大后傳遞到杠桿5末端，杠桿5末端往復(fù)運動帶動形狀記憶合金絲受拉伸長變形而耗能。

所述的套筒1內(nèi)環(huán)面設(shè)置套筒滑道12，拉壓桿2在套筒1里無摩擦地來回滑動。

當(dāng)拉壓桿2做位移行程為β的往復(fù)運動時，通過杠桿機構(gòu)把位移傳遞給形狀記憶合金絲6，無論拉壓桿2是受推力還是拉力，總有一端形狀記憶合金絲6受到拉力作用伸長變形而耗能，伸長量為放大倍數(shù)即為其中，m為形狀記憶合金絲6的中心到圓柱卡頭9的中心的垂直距離，n為圓柱卡頭9的中心到連軸10的中心的垂直距離。

通過調(diào)節(jié)緊壓螺栓7的預(yù)緊力來調(diào)節(jié)形狀記憶合金絲6的預(yù)拉力。

通過調(diào)節(jié)形狀記憶合金絲6的截面半徑和使用數(shù)量來調(diào)節(jié)阻尼器耗能能力。