一种变摩擦耗能减震装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种变摩擦耗能减震装置，由上盖板、滑动板、下盖板、上固定板、下固定板、摩擦材料、主预紧螺栓、次预紧螺栓、碟形弹簧和垫条组成。上盖板、下盖板的工作段轮廓为一关于盖板轴线对称曲线，上盖板、下盖板通过次预紧螺栓与滑动板连接，上、下盖板的内表面和滑动板上、下表面的中间部分粘有摩擦材料形成摩擦面，上盖板的上表面和下盖板的下表面分别安置上固定板和下固定板，上固定板的上表面和下固定板的下表面通过主预紧螺栓安置碟形弹簧。本实用新型专利技术能实现摩擦力随位移变化而变化的阻尼效果，克服了传统摩擦阻尼器的控制效果在不同动力响应下保持不变的问题。随着位移的增大，摩擦力也不断增大，从而提高耗能能力，有效提高减震效果。

Variable friction energy dissipation device

The utility model relates to a variable friction energy dissipation device comprises an upper cover plate, a sliding plate and a lower cover plate, an upper fixing plate, a lower fixing plate, friction materials, pre tightening bolt, bolt, preload disc spring and a packing strip. The upper cover and the lower cover of the working section is a cover plate on the symmetric axis contour curve, the upper cover and the lower cover plate by a pre tightening bolt is connected with the slide plate and the inner surface of the sliding plate and a lower cover plate of the upper surface and the lower surface of the middle part of the formation of viscous friction material on the lower surface of the upper surface of the cover plate and the lower cover are respectively arranged on the fixed plate and the lower fixing plate, fixed plate on the lower surface of the upper surface and the lower fixing plate through the main disc spring pre tightening bolt placement. The utility model can realize the damping effect of the variation of the friction force with the displacement, and overcomes the problem that the control effect of the traditional friction damper is kept unchanged under different dynamic responses. With the increase of displacement, the friction force also increases, so as to improve the energy dissipation capacity and improve the damping effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型变摩擦耗能减震装置，属于土木工程结构耗能减震

技术介绍
消能减震技术作为一种被动的结构减震控制技术，近几年来已经逐步应用在建筑物或构筑物中。所谓消能减震技术，是在结构上附加消能减震装置，附加减震装置和结构本身共同承担地震和风振等作用，通过附加减振装置的耗能作用从而减小结构本身的动力响应，保证了结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。国内外学者已经对消能减振技术进行了大量研究，开发了诸多消能减震装置，诸如黏滞阻尼器、调谐质量阻尼器以及摩擦阻尼器等。这些阻尼器在实际使用中还显露出一些不足之处。比如,传统摩擦阻尼器在运动过程中正压力和摩擦面系数保持不变，其滞回模型类似矩形，如果起滑力较小，耗能装置的作用较小，而过起滑力较大，装置滑动位移较小，不能发挥耗能作用。现有变摩擦阻尼器多通过改变摩擦面系数，正压力等方式改变摩擦力，构造复杂且工艺难以控制。为了克服传统阻尼器的这个缺点，有必要开发一种能够实现阻尼力随着滑动位移变化而变化的新型摩擦阻尼器，保证达到期望的摩擦系数，并能实现在不同荷载作用下灵活设计以达到较好的耗能效果。
技术实现思路
本技术提供了一种变摩擦耗能减震装置，包括上盖板1、滑动板2、下盖板3、上固定板4、下固定板6、摩擦材料层5、主预紧螺栓7、次预紧螺栓9、碟形弹簧8和垫条10等部件，该耗能减震装置通过上、下盖板的曲线轮廓，产生随位移增大而增大的摩擦力，在不同振动响应下都能发挥作用，具有减震效果明显、结构构造简单等特点。本技术的技术方案如下：本技术提出一种新型变摩擦耗能减震装置，包括上盖板1、滑动板2、下盖板3、上固定板4、下固定板6、摩擦材料层5、主预紧螺栓7、次预紧螺栓9、碟形弹簧8和垫条10组成,其中：滑动板2位于上盖板1和下盖板3之间，且能在上盖板1和下盖板3之间来回移动，滑动板２底部的中间段和下盖板3顶部的中间段之间设置有摩擦材料层5，滑动板２顶部的中间段和上盖板1底部的中间段设置有摩擦材料层5，形成摩擦面；滑动板2为长条形结构，其长度方向上开有滑动槽11，上盖板1和下盖板3的结构相同，上盖板1或下盖板3与滑动板2之间摩擦的部分的两侧开有曲线槽，所述曲线槽为偶次曲线方程的形状；所述上盖板1顶部设有上固定板４，下盖板3底部设有下固定板6，主预紧螺栓7和次预螺栓9分别对称位于上固定板4长度方向的两侧，主预紧螺栓7自上而下依次穿过上固定板4、上盖板1、滑动槽11、下盖板3和下固定板6，将上固定板4、上盖板1、滑动槽11、下盖板3和下固定板6连接起来，主预紧螺栓7和上固定板4或下固定板6连接处设置有碟形弹簧8；次预紧螺栓9自上而下依次穿过上固定板4、上盖板1、滑动槽11、下盖板3和下固定板6，将上固定板4、上盖板1、滑动槽11、下盖板3和下固定板6连接起来；次预紧螺栓9和上固定板4或下固定板6连接处设置有垫条10。本技术中，所述偶次曲线例如二次或四次曲线，以上盖板或下盖板的纵轴线为x轴，横轴线为y轴，工作段中心为原点，曲线方程的形式为或，m、n、l为取决于摩擦力—位移关系的常数，可根据实际需要进行计算调节。本技术中，主预紧螺栓7和次预紧螺栓9的螺杆圆心均位于滑动槽11的中轴线上。本技术中，上固定板4和下固定板6为两个矩形板，宽度与上盖板或下盖板相等，长度为上盖板或下盖板的工作段的长度，且和工作段区域上下对齐放置。本技术中，在上、下固定板和主预紧螺栓7的螺母之间设置碟形弹簧8，可以根据实际情况方便地调节螺栓预紧力，通过上、下固定板保证了传递到上、下盖板上的压力均匀，从而在盖板工作段摩擦面施加可调节的均匀正压力。本技术中，上盖板1、下盖板3的工作段轮廓为一关于盖板轴线对称的任意偶次曲线的形状，位移不同，滑动板2的摩擦面与上下盖板的有效接触面积不同。以二次和四次曲线的工作段轮廓为例，以盖板纵轴线为x轴，横轴线为y轴，工作段中心为原点，曲线方程的形式为或，m、n、l为取决于摩擦力—位移关系的常数，可根据所需的摩擦力—位移的关系计算得出。若所需的摩擦力—位移的关系为，相应的滞回曲线参阅图7，则盖板工作段轮廓曲线的方程为，其中，若所需的摩擦力—位移的关系为，相应的滞回曲线参阅图8，则盖板工作段轮廓曲线的方程为，其中，。上述各式中，f为摩擦力，x为位移，a、b、c为根据所需自由设定的常数，为摩擦系数，p为摩擦面正压力，h为摩擦面宽度。类似的，可根据实际需要，推导出任意偶次曲线的盖板工作段轮廓。由于奇次曲线不关于y轴对称，在风载或地震产生反复位移时起到的摩擦效果不同，故不适用。该技术依靠摩擦面积的变化实现摩擦力的变化，从而在不同的荷载作用下均具有良好的耗能减震性能。本技术中，滑动板2为与上下盖板宽度相同的矩形板，仅在上、下表面的中间部分粘有摩擦材料层5形成矩形摩擦面，其余不做处理，摩擦面应稍高于表面其余部分，装置工作时，滑动板2只有摩擦面与上、下盖板良好接触，随着位移增大，接触面积增大，增强了减震装置的耗能能力。本技术中，主预紧螺栓7和次预紧螺栓9的螺杆圆心位于滑动槽11的中轴线上，滑动板2可避开预紧螺栓，在上、下盖板之间一定范围内自由滑动。本技术与现有技术相比，其优越性如下：1、本技术装置构造简单、成本低廉、制造容易，适用于不同建筑物的抗风、抗震领域。2、本技术通过将上、下盖板的轮廓设置成二次或四次曲线以及可推广的任意偶次曲线，实现了摩擦面积随位移变化而变化，从而产生了随位移的变化而变化的摩擦力，在中震情况下能有效减小层间剪力，在大震情况下能有效控制结构位移，保证了装置在不同振动响应下均能发挥良好的控制效果。3、本技术仅通过改变盖板的轮廓形状即实现了变摩擦的效果，相比于其他阻尼器通过改变正压力或摩擦系数来实现变摩擦的原理更为简单可行，且性能更加稳定。4、本技术可以根据预设的摩擦力—位移的函数关系推导出盖板的轮廓曲线，从而得到理想的摩擦力—位移曲线。相比于其他变摩擦阻尼器具有的折线形摩擦力—位移曲线，采用二次或四次函数关系在结构的振动分析计算中更简单方便；同时滞回曲线饱满，耗能能力强。5、本技术适用范围广，可根据不同的设计需要灵活地改变装置的形式，从而在各种复杂的情况下均具有良好的耗能效果。附图说明图1是本技术实施例的试验装置的主视图；图2是本技术实施例的试验装置的俯视图；图3是本技术实施例的试验装置的侧视图；图4是上、下盖板俯视图；图5是滑动板俯视图；图6是上、下固定板俯视图；图7是二次滞回曲线图；图8是四次滞回曲线图；图中标号：1为上盖板，2为滑动板，3为下盖板，4为上固定板，5为摩擦材料层，6为下固定板，7为主预紧螺栓，8为碟形弹簧，9为次预紧螺栓，10为垫条，11为滑动槽，12为固定孔，13为连接孔。具体实施方式下面结合附图和实施作进一步说明，但不作为对本技术的限定。实施例1：请参阅图1、图2、图3、图4是本技术试验装置整体结构各个方向视图示意图。本技术实施例1为一种平板式变摩擦阻尼器，由上盖板1、滑动板2、下盖板3以及放置在上、下盖板之间或外侧的其它部件组成，其中位于中间的为滑动板2，分居在滑动板2两侧的为上盖板1和下盖板3。上盖板1上表面安置上固定板4，下盖板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变摩擦耗能减震装置，包括上盖板(1)、滑动板(2)、下盖板(3)、上固定板(4)、下固定板(6)、摩擦材料层(5)、主预紧螺栓(7)、次预紧螺栓(9)、碟形弹簧(8)和垫条(10)组成,其特征在于：滑动板(2)位于上盖板(1)和下盖板(3)之间，且能在上盖板(1)和下盖板(3)之间来回移动，滑动板(2)底部的中间段和下盖板(3)顶部的中间段之间设置有摩擦材料层(5)，滑动板(2)顶部的中间段和上盖板(1)底部的中间段设置有摩擦材料层(5)，形成摩擦面；滑动板(2)为长条形结构，其长度方向上开有滑动槽(11)，上盖板(1)和下盖板(3)的结构相同，上盖板(1)或下盖板(3)与滑动板(2)之间摩擦的部分的两侧开有曲线槽，所述曲线槽为偶次曲线方程的形状；上盖板(1)和下盖板(3)两侧开有曲线槽的部分为工作段，其余部分仅作连接、固定之用；所述上盖板(1)顶部设有上固定板(４)，下盖板(3)底部设有下固定板(6)，主预紧螺栓(7)和次预螺栓(9)分别对称位于上固定板(4)长度方向的两侧，主预紧螺栓(7)自上而下依次穿过上固定板(4)、上盖板(1)、滑动槽(11)、下盖板(3)和下固定板(6)，将上固定板(4)、上盖板(1)、滑动槽(11)、下盖板(3)和下固定板(6)连接起来，主预紧螺栓(7)和上固定板(4)或下固定板(6)连接处设置有碟形弹簧(8)；次预紧螺栓(9)自上而下依次穿过上固定板(4)、上盖板(1)、滑动槽(11)、下盖板(3)和下固定板(6)，将上固定板(4)、上盖板(1)、滑动槽(11)、下盖板(3)和下固定板(6)连接起来；次预紧螺栓(9)和上固定板(4)或下固定板(6)连接处设置有垫条(10)。...

【技术特征摘要】
1.一种变摩擦耗能减震装置，包括上盖板(1)、滑动板(2)、下盖板(3)、上固定板(4)、下固定板(6)、摩擦材料层(5)、主预紧螺栓(7)、次预紧螺栓(9)、碟形弹簧(8)和垫条(10)组成,其特征在于：滑动板(2)位于上盖板(1)和下盖板(3)之间，且能在上盖板(1)和下盖板(3)之间来回移动，滑动板(2)底部的中间段和下盖板(3)顶部的中间段之间设置有摩擦材料层(5)，滑动板(2)顶部的中间段和上盖板(1)底部的中间段设置有摩擦材料层(5)，形成摩擦面；滑动板(2)为长条形结构，其长度方向上开有滑动槽(11)，上盖板(1)和下盖板(3)的结构相同，上盖板(1)或下盖板(3)与滑动板(2)之间摩擦的部分的两侧开有曲线槽，所述曲线槽为偶次曲线方程的形状；上盖板(1)和下盖板(3)两侧开有曲线槽的部分为工作段，其余部分仅作连接、固定之用；所述上盖板(1)顶部设有上固定板(４)，下盖板(3)底部设有下固定板(6)，主预紧螺栓(7)和次预螺栓(9)分别对称位于上固定板(4)长度方向的两侧，主预紧螺栓(7)自上而下依次穿过上固定板(4)、上盖板(1)、滑动槽(11)、下盖板(3)和下固定板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琨，赵志鹏，李俊卫，张瑞甫，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：上海;31