一种基于位移放大的粘滞阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于位移放大的粘滞阻尼器，包括：副缸、主缸、活塞导杆、活塞、传动组件和位移放大缸体；所述副缸与主缸固定连接；所述活塞导杆的一端伸入副缸中，其另一端穿过主缸，并伸入位移放大缸体中与传动组件活动连接；所述活塞固定在主缸内的活塞导杆上；所述主缸与位移放大缸体固定连接；本发明专利技术设计了一种不需要通过位移放大布置机构或是放大装置来提高性能的新型位移放大粘滞阻尼器，仅阻尼器本身即可达到位移放大的目的。器本身即可达到位移放大的目的。器本身即可达到位移放大的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于位移放大的粘滞阻尼器


[0001]本专利技术涉及一种阻尼器，具体涉及一种基于位移放大的粘滞阻尼器。

技术介绍

[0002]与传统结构抗震方法通过加强结构自身的抗震性能来抵抗地震作用相比，耗能减震技术作为被动控制的一类分支，已被证明是一种有效的结构控制方法，其利用耗能装置产生变形或位移来消耗或吸收地震输入结构中的能量来减小结构本身的地震反应，有着安全、经济等优势。
[0003]粘滞阻尼器是一种速度型阻尼器，可被应用于结构的消能减震设计与加固改造中，其控制机理主要是将结构的部分振动能量通过阻尼介质的粘滞效应，以热量的形式消耗掉，从而减少结构的振动与变形，以达到保护结构与构件的目的。粘滞阻尼器的阻尼力计算公式的一般表达式为：
[0004]F＝cv
α
(t)
[0005]其中F为阻尼力，c为与粘滞阻尼器结构有关的系数，v(t)为t时刻的阻尼器两端的相对速度，α为速度指数。而速度可表示为：
[0006][0007]阻尼器的耗能为阻尼力所做的功，可表示为：
[0008][0009]上式便为粘滞阻尼器的耗能公式，c一般为常数，在一定时间内，位移越大，速度也越大，粘滞阻尼器耗能也越大。为此，国内外学者通过机械放大原理与传统阻尼器相结合的方式，提出了多种粘滞阻尼器的布置方法与具有位移放大功能的新型阻尼器构件。假如，阻尼器位移通过某种措施被放大η倍，则其耗能能力为：
[0010][0011]上式表明，粘滞阻尼器的位移被放大η后，其耗能能力将被放大η
1+α
倍，耗能提高的幅度理论上将取决于位移放大系数η的大小。传统的阻尼器布置形式中，包括对角布置、人字形布置、墙式布置、肘节式布置、剪刀型布置等，其中对角布置对于粘滞阻尼器的位移放大系数η有所折减，相比之下肘节式与剪刀型布置能够有效提高位移放大系数。除此之外，还有通过齿轮放大原理等以提高阻尼器的耗能性能。
[0012]综上，传统粘滞阻尼器为了实现耗能能力放大，需通过改变阻尼器在结构中的布置来实现，在某些情况下会影响建筑物的使用功能。此外，多数新型粘滞阻尼器内部构造复杂，加工困难，制造成本较大。

技术实现思路

[0013]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于位移放大的粘滞阻尼器解决了传统粘滞阻尼器为了实现耗能能力放大，需通过改变阻尼器在结构中的布置来实现，在某些情况下会影响建筑物的使用功能的问题，本专利技术设计了一种不需要通过位移放大布置机构或是放大装置来提高性能的新型位移放大粘滞阻尼器，仅阻尼器本身即可达到位移放大的目的。
[0014]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于位移放大的粘滞阻尼器，包括：副缸、主缸、活塞导杆、活塞、传动组件和位移放大缸体；
[0015]所述副缸与主缸固定连接；所述活塞导杆的一端伸入副缸中，其另一端穿过主缸，并伸入位移放大缸体中与传动组件活动连接；所述活塞固定在主缸内的活塞导杆上；所述主缸与位移放大缸体固定连接。
[0016]进一步地，所述主缸内填充有阻尼介质。
[0017]上述进一步方案的有益效果为：因为活塞导杆的运动，从而使得阻尼介质受到挤压，用于耗散运动能量。
[0018]进一步地，所述活塞上设有阻尼孔，所述阻尼孔与主缸内空间相通。
[0019]上述进一步方案的有益效果为：在活塞导杆运动过程中，阻尼介质受到挤压，缓慢穿过阻尼孔，从而耗散运动能量。
[0020]进一步地，所述主缸设有第一密封装置和第二密封装置；
[0021]所述第一密封装置位于主缸内的一端，所述第二密封装置位于主缸内的另一端。
[0022]上述进一步方案的有益效果为：第一密封装置和第二密封装置用于防止阻尼介质泄漏。
[0023]进一步地，所述活塞导杆在位移放大缸体内的部分设有滑轮；
[0024]所述位移放大缸体内设有一对导轨；所述滑轮与导轨配合。
[0025]上述进一步方案的有益效果为：滑轮与导轨配合实现活塞导杆的上下运动。
[0026]进一步地，所述传动组件包括：连接杆和传力导杆；
[0027]所述连接杆的一端与活塞导杆的一端活动连接，其另一端与传力导杆的一端活动连接。
[0028]进一步地，还包括：第一铰耳和第二铰耳；
[0029]所述第一铰耳固定在位移放大缸体的一端；所述第二铰耳固定在传力导杆伸出位移放大缸体的部分。
[0030]进一步地，所述副缸内固定设置有过渡钢管和柔性材料；所述柔性材料位于过渡钢管内；所述过渡钢管和柔性材料套在活塞导杆外。
[0031]上述进一步方案的有益效果为：过渡钢管和柔性材料套在活塞导杆外是为了稳定活塞的运动，柔性材料用于减少过渡钢管与活塞导杆的摩擦。
[0032]进一步地，所述主缸外固定有钢圈，所述钢圈上固定有螺栓。
[0033]进一步地，所述传力导杆上套有过渡钢管和柔性材料；所述柔性材料位于过渡钢管内。
[0034]上述进一步方案的有益效果为：过渡钢管和柔性材料套在传力导杆外是为了稳定传力导杆的运动，柔性材料是为了减少过渡钢管与传力导杆的摩擦。
[0035]综上，本专利技术的有益效果为：
[0036]1、本专利技术利用链杆运动的机械原理设计具有位移放大机制的粘滞阻尼器，构造简单，安装简单且成本较低，适用于混凝土结构、钢结构、木结构、组合结构等各类建筑结构的消能减震和加固改造，同时可配合多种布置方式，如人字形、节肘型和剪刀型布置等。
[0037]2、本专利技术相对于传统粘滞阻尼器，耗能能力更大，从而更加保证地震过程中输入给结构体系的能量小于结构自身与阻尼器综合耗散的能量。同时根据《建筑抗震设计规范》(GB5011
‑
2010)，粘滞阻尼器附加给结构的有效阻尼比与阻尼器循环一周所做的功和呈正相关，本专利技术能够提供给建筑物更高的附加阻尼比，减小结构的地震动响应。除此之外，其使用寿命较长，主缸体拆卸更换方便，具有广阔的推广空间。
附图说明
[0038]图1为一种基于位移放大的粘滞阻尼器的结构示意图；
[0039]图2为一种基于位移放大的粘滞阻尼器的正视图；
[0040]图3为一种基于位移放大的粘滞阻尼器的侧视图；
[0041]图4为一种基于位移放大的粘滞阻尼器的俯视图；
[0042]图5为位移放大系统的示意图；
[0043]图6为放大系数随角度变化曲线图；
[0044]图7为活塞导杆和传力导杆的细节图；
[0045]图8为活塞导杆分别与导轨和连接杆连接的细节图；
[0046]图9为按照人字形布置阻尼器的结构示意图；
[0047]图10为按照剪刀型布置阻尼器的结构示意图；
[0048]其中，1、副缸；2、过渡钢管；3、第一密封装置；4、主缸；5、阻尼介质；6、阻尼孔；7、活塞导杆；8、螺栓；9、钢圈；10、第一铰耳；11、柔性材料；12、活塞；13、第二密封装置；14、滑轮；15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于位移放大的粘滞阻尼器，其特征在于，包括：副缸(1)、主缸(4)、活塞导杆(7)、活塞(12)、传动组件和位移放大缸体(19)；所述副缸(1)与主缸(4)固定连接；所述活塞导杆(7)的一端伸入副缸(1)中，其另一端穿过主缸(4)，并伸入位移放大缸体(19)中与传动组件活动连接；所述活塞(12)固定在主缸(4)内的活塞导杆(7)上；所述主缸(4)与位移放大缸体(19)固定连接。2.根据权利要求1所述的基于位移放大的粘滞阻尼器，其特征在于，所述主缸(4)内填充有阻尼介质(5)。3.根据权利要求1所述的基于位移放大的粘滞阻尼器，其特征在于，所述活塞(12)上设有阻尼孔(6)，所述阻尼孔(6)与主缸(4)内空间相通。4.根据权利要求1所述的基于位移放大的粘滞阻尼器，其特征在于，所述主缸(4)设有第一密封装置(3)和第二密封装置(13)；所述第一密封装置(3)位于主缸(4)内的一端，所述第二密封装置(13)位于主缸(4)内的另一端。5.根据权利要求1所述的基于位移放大的粘滞阻尼器，其特征在于，所述活塞导杆(7)在位移放大缸体(19)内的部分设有滑轮(14)；所述位移放大缸体(19)内设有一对导轨(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：林拥军，陈皓，张曾鹏，谢远昂，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：