一种自适应变摩擦阻尼装置及自适应变摩擦阻尼方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于减震耗能装置技术领域，特别涉及一种适应地震环境的自适应变摩擦阻尼装置及自适应变摩擦阻尼方法。所述摩擦阻尼装置用于抵抗地震中的地震载荷；所述摩擦阻尼装置包括第一滑动板、第二滑动板、第一固定板、第二固定板、第一主摩擦板、第二主摩擦板和芯板；所述第一固定板、第一滑动板、芯板、第二滑动板和第二固定板层叠设置；所述第一主摩擦板和第二主摩擦板对称镶嵌在所述芯板的上下两面。所述摩擦阻尼装置采用反向不连续斜坡面结构设计，通过三角位置斜坡面受力布局方式，使固定板和斜坡板在斜面相互作用时受力更均匀、稳定，可以容易实现拉、压双向运动时变阻尼力输出，可以依靠自身凹凸结构实现双行程限位功能，具有很好的工程实用性。

An adaptive variable friction damping device and adaptive variable friction damping method

【技术实现步骤摘要】
一种自适应变摩擦阻尼装置及自适应变摩擦阻尼方法
本专利技术属于减震耗能装置
，特别涉及一种适应地震的自适应变摩擦阻尼装置及自适应变摩擦阻尼方法。
技术介绍
地震作为突发性自然灾害对人们的生命财产造成严重损害，带来的经济损失更是不计其数，为此，在工程实践中采用抗震结构设计成为众多学者和工程师长期研究的一个重要领域，其意义和作用不言而喻。摩擦阻尼装置作为一种具有结构简单、耗能能力强、造价成本相对低廉等优点的减震耗能装置，在高层房屋建筑、大型体育馆、大跨度桥梁等工程设施中应用较为广泛。传统的摩擦阻尼装置主要是通过预先设定的预紧力产生恒定阻尼力来抵抗地震载荷，此种方式阻尼力输出单一。随着人们对耗能结构性能要求的提高，获得能够同时满足不同烈度地震条件下的减震耗能结构装置越来越受到重视，然而，传统的摩擦阻尼装置阻具有尼力输出单一、无承受偏载荷功能、无法满足不同强度地震下减震、消能要求等问题。综上，针对以上缺点，需要提供一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种自适应变摩擦阻尼装置及自适应变摩擦阻尼方法，所述摩擦阻尼装置采用反向不连续斜坡面结构设计，通过三角位置斜坡面受力布局方式，使固定板和斜坡板在斜面相互作用时受力更均匀、稳定，可以容易实现拉、压双向运动时变阻尼力输出，可以依靠自身凹凸结构实现双行程限位功能，具有很好的工程实用性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种自适应变摩擦阻尼装置，所述摩擦阻尼装置用于抵抗地震中的地震载荷；所述摩擦阻尼装置包括第一滑动板、第二滑动板、第一固定板、第二固定板、第一主摩擦板、第二主摩擦板和芯板；所述第一固定板、第一滑动板、芯板、第二滑动板和第二固定板层叠设置；所述第一主摩擦板和第二主摩擦板对称镶嵌在所述芯板的上下两面。进一步地，所述第一滑动板和第二滑动板均包括均设置在面向所述第一固定板或第二固定板的一面的若干滑动板平直面和滑动板斜坡面；所述滑动板平直面包括两个滑动板平直面一、一个滑动板平直面三、一个滑动板平直面六、两个滑动板平直面七；所述滑动板斜坡面包括两个滑动板斜坡面二、两个滑动板斜坡面四、一个滑动板斜坡面五和一个滑动板斜坡面八；所述滑动板斜坡面八、一个所述滑动板平直面七、所述滑动板平直面三、另一个所述滑动板平直面七、所述滑动板斜坡面五和所述滑动板平直面六依次设置，两个所述滑动板平直面一分设在所述滑动板斜坡面八两侧，两个所述滑动板斜坡面二分设在所述滑动板斜坡面八两侧，所述滑动板平直面一与所述滑动板斜坡面二连接、且所述滑动板斜坡面二与滑动板平直面三连接，两个所述滑动板斜坡面四分设在所述滑动板斜坡面五两侧。进一步地，所述滑动板斜坡面二和滑动板斜坡面五倾斜方向相同，用于受拉时与固定板对应的斜坡面贴合；所述滑动板斜坡面四和滑动板斜坡面八倾斜方向相同，且与滑动板斜坡面二/斜坡面五倾斜方向相反，用于受压时与固定板对应的斜坡面贴合。进一步地，所述第一固定板和第二固定板均包括均设置在面向所述第一滑动板或第二滑动板的一面的若干固定板平直面和固定板斜坡面；所述固定板平直面包括两个固定板平直面一、一个固定板平直面三、一个固定板平直面六和两个固定板平直面七；所述固定板斜坡面包括两个固定板斜坡面二、两个固定板斜坡面四、一个固定板斜坡面五和一个固定板斜坡面八；所述固定板平直面六、固定板斜坡面五、一个固定板平直面七、固定板平直面三、另一个固定板平直面七、固定板斜坡面八依次排列设置，两个所述固定板平直面一分设在所述固定板斜坡面八两侧，两个所述固定板斜坡面二分设在所述固定板斜坡面八两侧，所述固定板平直面一与所述固定板斜坡面二连接、且所述固定板斜坡面二与固定板平直面三连接，两个所述固定板斜坡面四分设在所述固定板斜坡面五两侧。进一步地，所述固定板斜坡面二和固定板斜坡面五倾斜方向相同；固定板斜坡面四与固定板斜坡面八倾斜方向相同，与固定板斜坡面二/固定板斜坡面五倾斜方向相反。进一步地，所述滑动板斜坡面二与固定板斜坡面二的斜坡倾斜方向相反，所述滑动板斜坡面四与固定板斜坡面四的斜坡倾斜方向相反，所述滑动板斜坡面五与固定板斜坡面五的斜坡倾斜方向相反，所述滑动板斜坡面八与所述固定板斜坡面八的斜坡倾斜方向相反；斜坡倾斜方向相反的设置使所述滑动板斜坡面与固定板斜坡面形成凹凸结构以实现双行程限位功能。进一步地，所述滑动板斜坡面八与所述固定板斜坡面八相对设置且错开一个设定的距离，该距离根据所述摩擦阻尼装置的使用环境的不同而设定的。进一步地，两个所述滑动板斜坡面二、滑动板平直面三和两个滑动板斜坡面四上分别开设有若干椭圆形滑行槽；所述摩擦阻尼装置还包括若干组蝶形弹簧、预紧螺栓和预紧螺母；所述预紧螺栓穿过所述第一固定板/第二固定板与所述椭圆形滑行槽配合；所述预紧螺母设置在所述预紧螺栓上用于固定所述预紧螺栓，所述预紧螺母下端面和预紧螺栓头上端面与第一固定板/第二固定板之间设置蝶形弹簧；将预紧螺母、预紧螺栓预紧后，所述摩擦阻尼装置受到外载荷时，外载荷压缩蝶形弹簧产生一定量的预变形，使摩擦阻尼装置保持初始恒定阻尼力；当作用在摩擦阻尼装置上的外载荷小于初始阻尼力时，固定板和滑动板之间未起滑，对所述摩擦阻尼装置周围的连接结构起到刚性支撑作用；当作用在摩擦阻尼装置上的外载荷大于初始阻尼力时，固定板和滑动板之间起滑，对周围与所述摩擦阻尼装置连接的结构起到减震、消能作用。进一步地，所述椭圆形滑行槽的单向行程距离大于滑动板设计行程位移的最大值，不再通过所述预紧螺栓与椭圆形滑行槽配合限位，而是依靠摩擦阻尼装置中固定板上斜坡面形成的凸台结构与滑动板上斜坡面的凹槽结构接触实现双行程限位功能。进一步地，所述第一固定板、第二固定板上所有斜坡面的坡比与所述第一滑动板、所述第二滑动板上所有斜坡面的坡比相同。进一步地，所述第一滑动板和所述第二滑动板上所有斜坡面的面积均相同。进一步地，所述第一固定板和所述第二固定板上所有斜坡面的面积均相同。进一步地，所述摩擦阻尼装置的工作原理是：在初始位置，滑动板平直面一、滑动板平直面三、滑动板平直面六和滑动板平直面七相应地与固定板平直面一、固定板平直面三、固定板平直面六和固定板平直面七接触贴合，固定板和滑动板之间相应的斜坡面均不接触；当摩擦阻尼装置起滑时，先在贴合的滑动板上相应平直面滑移一定距离，当外部载荷继续增大时，摩擦阻尼装置将进入斜坡面工作；进入斜坡面有两种情况：一种是：当摩擦阻尼装置受拉进入斜坡面后，由于斜坡面方向相反，滑动板斜坡面二与固定板斜坡面二接触贴合、滑动板斜坡面五与固定板斜坡面五接触贴合，接触贴合面形成三角形；固定板(第一固定板和所述第二固定板)和滑动板(第一滑动板和所述第二滑动板)的其余面之间处于分离状态；在斜坡面作用下，滑动板不断挤压并抬升固定板，使蝶形弹簧的变形进一步增大，同时滑动板与主摩擦板之间接触面间正压力相应增大，摩擦阻尼装置输出的阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应变摩擦阻尼装置，其特征在于，所述摩擦阻尼装置包括第一滑动板、第二滑动板、第一固定板、第二固定板、第一主摩擦板、第二主摩擦板和芯板；/n所述第一固定板、第一滑动板、芯板、第二滑动板和第二固定板层叠设置；/n所述第一主摩擦板和第二主摩擦板对称镶嵌在所述芯板的上下两面。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应变摩擦阻尼装置，其特征在于，所述摩擦阻尼装置包括第一滑动板、第二滑动板、第一固定板、第二固定板、第一主摩擦板、第二主摩擦板和芯板；
所述第一固定板、第一滑动板、芯板、第二滑动板和第二固定板层叠设置；
所述第一主摩擦板和第二主摩擦板对称镶嵌在所述芯板的上下两面。


2.根据权利要求1所述的一种自适应变摩擦阻尼装置，其特征在于，所述第一滑动板和第二滑动板均包括均设置在面向所述第一固定板或第二固定板的一面的若干滑动板平直面和滑动板斜坡面；
所述滑动板平直面包括两个滑动板平直面一、一个滑动板平直面三、一个滑动板平直面六、两个滑动板平直面七；
所述滑动板斜坡面包括两个滑动板斜坡面二、两个滑动板斜坡面四、一个滑动板斜坡面五和一个滑动板斜坡面八；
所述滑动板斜坡面八、一个所述滑动板平直面七、所述滑动板平直面三、另一个所述滑动板平直面七、所述滑动板斜坡面五和所述滑动板平直面六依次设置，两个所述滑动板平直面一分设在所述滑动板斜坡面八两侧，两个所述滑动板斜坡面二分设在所述滑动板斜坡面八两侧，所述滑动板平直面一与所述滑动板斜坡面二连接、且所述滑动板斜坡面二与滑动板平直面三连接，两个所述滑动板斜坡面四分设在所述滑动板斜坡面五两侧。


3.根据权利要求2所述的一种自适应变摩擦阻尼装置，其特征在于，所述滑动板斜坡面二和滑动板斜坡面五倾斜方向相同，用于受拉时与固定板对应的斜坡面贴合；所述滑动板斜坡面四和滑动板斜坡面八倾斜方向相同，且与滑动板斜坡面二/斜坡面五倾斜方向相反，用于受压时与固定板对应的斜坡面贴合。


4.根据权利要求2或3所述的一种自适应变摩擦阻尼装置，其特征在于，所述第一固定板和第二固定板均包括均设置在面向所述第一滑动板或第二滑动板的一面的若干固定板平直面和固定板斜坡面；
所述固定板平直面包括两个固定板平直面一、一个固定板平直面三、一个固定板平直面六和两个固定板平直面七；
所述固定板斜坡面包括两个固定板斜坡面二、两个固定板斜坡面四、一个固定板斜坡面五和一个固定板斜坡面八；
所述固定板平直面六、固定板斜坡面五、一个固定板平直面七、固定板平直面三、另一个固定板平直面七、固定板斜坡面八依次排列设置，两个所述固定板平直面一分设在所述固定板斜坡面八两侧，两个所述固定板斜坡面二分设在所述固定板斜坡面八两侧，所述固定板平直面一与所述固定板斜坡面二连接、且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国勇，贺国徽，侯永涛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11