一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法，包括质量块，所述质量块能够在设定平面内运动，所述质量块通过连接机构与刚性杆连接，所述刚性杆端部伸入温控箱内部，且固定有端板，所述端板与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与温控箱的箱壁固定连接，质量块能够通过连接机构和刚性杆带动端板在温控箱内运动，所述弹簧采用形状记忆合金制成，所述温控箱内安装有温度控制装置，用于控制温控箱内的温度，本发明专利技术的减振装置能够实现变刚度智能减振及宽频减振。

【技术实现步骤摘要】
一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法
本专利技术涉及土木工程振动控制
，具体涉及一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置及方法。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。随着社会的快速发展，各种大型建筑相继建成，具有重要的经济和社会意义，因而需要更大的可靠性与安全性。传统的设计理念主要通过大尺寸构件来提高结构强度与刚度，导致建筑结构质量增加且费用代价过大。目前，合理有效的抗震途径是在建筑结构上附加阻尼装置，以减轻结构的地震响应。目前，根据是否需要外界能量输入，振动控制技术分为被动控制、半主动控制和主动控制。半主动控制和主动控制需要额外的能量输入，能够根据外界激励情况来实时的调节自身的工作能力，减振效果更加显著。然而，由于理论基础不成熟和工程实际条件局限性等原因，工程中应用中最多且研究最成熟的是被动控制。其中，调谐质量阻尼器构造简单，是目前应用最为广泛的减振方式之一。调谐质量阻尼器主要由质量块、螺旋弹簧和阻尼系统组成。专利技术人发现，由于螺旋弹簧自身性质的约束，无法做到改变自身阻尼和刚度来适应不同激励强度下的减振要求，易导致阻尼器的振动频率与结构的振动频率相失谐，所能控制的频带范围较窄。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置，能够实现非线性变刚度智能减振的目的，而且能够实现宽频减振。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术的实施例提供了一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，包括能够在设定平面内运动的质量块，所述质量块通过连接机构与刚性杆连接，所述刚性杆端部伸入温控箱内部且固定有端板，所述端板与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与温控箱的箱壁固定连接，质量块能够通过连接机构和刚性杆带动端板在温控箱内运动，所述弹簧采用形状记忆合金制成，所述温控箱内安装有温度控制装置，用于控制温控箱内的温度。第二方面，本专利技术的实施例提供了一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置的方法，主体结构在地震或风载荷作用下发生振动时，质量块在设定平面内运动，温度控制装置控制温控箱内的温度，使得由形状记忆合金制成的弹簧达到设定温度，发挥最佳减振能力。本专利技术的有益效果：本专利技术的温控减振装置，弹簧采用形状记忆合金制成，在不同温度下具有稳定的超弹性性能，当马氏体和奥氏体之间发生顺、逆相态转变时可以实现非线性变刚度智能减振的目的，且温控箱内的温度能够利用温度控制装置进行实时调节，可以根据外界激励变化情况和结构振动响应形式实时的改变弹簧的屈服力，实现宽频减振的目的。当主体结构振动结束后，将弹簧能够恢复到最初状态，使其在下次工作时仍然实现良好的减振能力。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本专利技术实施例1整体结构示意图；图2为本专利技术实施例1整体结构主视图；图3为本专利技术实施例1整体结构俯视图；图4为本专利技术实施例1第一温控箱内部结构示意图；图5为本专利技术实施例1第二温控箱内部结构示意图；图6为本专利技术实施例1加热件、冷却件与供电原理图；图7为本专利技术实施例1不同温度下第一弹簧或第二弹簧的力-位移曲线示意图；其中，1.质量块，2.外壳，3.凹槽，4.第一温控箱，5.第二温控箱，6.承台，7.金属球，8.连杆，9.铰接座，10.第一滑块，11.第一导轨Ⅰ，12.第一导轨Ⅱ，13.第一刚性杆，14.端面轴承，15.第一端板，16.第一弹簧，17.第二滑块，18.第二导轨，19.第二刚性杆，20.第二端板，21.第二弹簧，22.加热器，23.微型制冷器，24.温度传感器，25.电源，26.第一开关，27.第二开关。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，目前的调谐质量阻尼器无法做到改变自身阻尼和刚度来适应不同激励强度下的减振要求，易导致阻尼器的振动频率与结构的振动频率相失谐，所能控制的频带范围较窄，针对上述问题，本申请提出了一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置。本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-5所示，一种基于形状记忆合金的半主动温控减振装置，包括质量块1、外壳2、连接机构、刚性杆、弹簧、温控箱及温度控制装置，所述温度控制装置安装在温控箱内，所述温控箱包括第一温控箱4及第二温控箱5，第一温控箱和第二温控箱相互垂直设置，第一温控箱和第二温控箱内均伸入有刚性杆，质量块的运动能够使第一温控箱和第二温控箱内的刚性杆端部运动。所述质量块设置在外壳内部，所述质量块采用正方体结构，可以理解的是，在其他一些实施例中，所述质量块也可采用长方体结构或其他结构。所述质量块下方设置有承台6，所述承台的上表面设置有均匀分布的十二个凹槽3，所述凹槽内放置有球体，所述球体采用金属球7，所述金属球与质量块的底面接触，质量块能够通过金属球在设定平面内沿任意方向运动。在其他一些实施例中，所述凹槽和金属球的可设置其他数量，只要能够满足对质量块进行支撑，且质量块能够通过金属球在设定平面内运动即可。所述连接机构包括连杆8、第一滑块和第一导轨，所述质量块的四个侧面均安装有四个连杆，其中两个连杆位于另外两个连杆的上方，上方的两个连杆的高度相同，下方的两个连杆的高度相同，四个连杆相对于质量块侧面的中心点对称设置。四个连杆与水平面呈夹角设置，且上方的两个连杆朝上倾斜，下方的连杆朝下倾斜。所述连杆的一端通过铰接座与质量块的侧面转动连接，另一端通过铰接座9与第一滑块10转动连接，所述第一滑块与第一导轨滑动连接，所述第一导轨的轴线平行于设定平面设置，第一滑块能够沿第一导轨滑动。本实施例中，上方两个连杆所连接的第一滑块与第一导轨Ⅰ11滑动连接，下方的两个连杆所连接的第一滑块与第一导轨Ⅱ12滑动连接。第一导轨Ⅰ和第一导轨Ⅱ的两端均固定有第一温控箱4，所述第一滑块与第一刚性杆13的一端固定连接，第一刚性杆的另一端伸入第一温控箱内部，所述第一温控箱的箱壁上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，其特征在于，包括能够在设定平面内运动的质量块，质量块通过连接机构与刚性杆连接，刚性杆端部伸入温控箱内部且固定有端板，端板与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与温控箱的箱壁固定连接，质量块能够通过连接机构和刚性杆带动端板在温控箱内运动，弹簧采用形状记忆合金制成，温控箱内安装有温度控制装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，其特征在于，包括能够在设定平面内运动的质量块，质量块通过连接机构与刚性杆连接，刚性杆端部伸入温控箱内部且固定有端板，端板与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与温控箱的箱壁固定连接，质量块能够通过连接机构和刚性杆带动端板在温控箱内运动，弹簧采用形状记忆合金制成，温控箱内安装有温度控制装置。


2.如权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，其特征在于，所述质量块下方设置有承台，所述承台设置有多个凹槽，凹槽内放置有球体，所述球体与质量块底面接触，质量块能够通过球体在设定平面内运动。


3.如权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，其特征在于，所述连接机构包括连杆，连杆一端与质量块的侧面铰接，连杆的另一端与第一滑块铰接，第一滑块与第一导轨滑动连接，第一导轨平行于设定平面设置，第一滑块与第一刚性杆的一端固定连接，第一刚性杆的另一端伸入设置在第一导轨端部的第一温控箱内部。


4.如权利要求3所述的一种基于形状记忆合金的超弹性半主动温控减振装置，其特征在于，所述第一温控箱固定有第二滑块，第二滑块与第二导轨滑动连接，第二导轨与设定平面垂直设置，第二滑块与第二刚性杆的一端固定连接，所述第二刚性杆的另一端伸入第二温控箱内部。


5.如权利要求4所述的一种基于形状记忆合金的超弹性半主...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思祥，马悦，田连博，陈鹏，芦灯，张鸣，刘俊才，田利，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37