本发明专利技术提供了一种摩擦耗能铰接组件、多阶段耗能系统及耗能减震方法。所述铰接组件包括：依次铰接的第一外铰接件、中间铰接件和第二外铰接件。所述系统包括相连接的上述的摩擦耗能铰接组件和多阶段耗能支撑。所述方法包括采用上述的摩擦耗能铰接组件来进行耗能减震工作，或者采用上述的多阶段耗能系统来进行耗能减震工作。本发明专利技术的有益效果包括：能够改进现有的格构式支撑结构形式，有效解决现有格构式结构冗余度较差的问题；能够有效提高结构的承载力与耗能性能，实现应对复杂工况下的多阶段耗能，并且耗能集中在特定的节点上，使结构冗余度得到大幅度提升。冗余度得到大幅度提升。冗余度得到大幅度提升。
【技术实现步骤摘要】
一种摩擦耗能铰接组件、多阶段耗能系统及耗能减震方法
[0001]本专利技术涉及电力能源、建筑工程
，具体涉及一种摩擦耗能铰接组件、多阶段耗能系统及耗能减震方法。
技术介绍
[0002]能源在经济社会发展中起到重要的推动作用，而伴随着科技的快速发展，能源的消耗量不断增加，为缓解能源匮乏及减轻环境污染，我国投入了大量人力、物力进行可再生能源开发，并且以光伏、风能为主的新能源因其清洁性和在我国的储量巨大而获得了广泛的关注。
[0003]作为国家的生命线工程，新能源工程的可靠度及抗灾害能力一直是建设中的要点。格构式支撑结构作为风电、光伏等新能源结构中主要的支撑形式，主要可分为交叉式、斜杆式、再分式和倒K式。传统的格构形式虽然刚度大，但一旦某个节点发生屈服，则整个结构就会立刻发生倒塌，冗余度小。因此有必要提出一个新的多阶段耗能系统来解决这一问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于改进现有的格构式支撑结构形式，有效解决现有格构式结构冗余度较差的问题；目的之二在于有效提高结构的承载力与耗能性能，实现应对复杂工况下的多阶段耗能，并且耗能集中在特定的节点上，使结构冗余度得到大幅度提升。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了摩擦耗能铰接组件。
[0006]所述铰接组件可包括：依次铰接的第一外铰接件、中间铰接件和第二外铰接件。其中，第一外铰接件朝向中间铰接件的一面具有若干个第一摩擦部，第一摩擦部可包括环形凸齿和环形凹槽中的一种。第二外铰接件朝向中间铰接件的一面具有若干个第二摩擦部，第二摩擦部可包括环形凸齿和环形凹槽中的一种。中间铰接件朝向第一外铰接件的一面具有若干个第三摩擦部，第三摩擦部可包括环形凸齿和环形凹槽中的一种，第一摩擦部与第三摩擦部的数量相同并一一对应，且呈对应关系的第一摩擦部和第三摩擦部相契合并构成铰接；中间铰接件朝向第二外铰接件的一面具有若干个第四摩擦部，第四摩擦部可包括环形凸齿和环形凹槽中的一种，第二摩擦部与第四摩擦部的数量相同并一一对应，且呈对应关系的第二摩擦部和第四摩擦部相契合并构成铰接。
[0007]进一步地，所述第一外铰接件、第二外铰接件和中间铰接件可都设置有贯穿的中心孔。所述铰接组件还可包括连接件，连接件能够通过三者的中心孔以将三者连接。
[0008]进一步地，所述第一外铰接件和第二外铰接件可都为圆盘状。
[0009]进一步地，所述若干个第一摩擦部共中心轴线，所述若干个第二摩擦部也共中心轴线。
[0010]进一步地，在所述第一摩擦部、第二摩擦部、第三摩擦部和第四摩擦部中的任一个为环形凸齿且数量大于1的情况下，多个环形凸齿的高度自内而外依次减小；在所述第一摩擦部、第二摩擦部、第三摩擦部和第四摩擦部中的任一个为环形凹槽且数量大于1的情况下，多个环形凹槽的深度自内而外依次减小。
[0011]进一步地，所述多个环形凸齿的顶面可位于同一曲面上，该曲面可为一直线围绕中心轴线旋转所形成的曲面，该中心轴线为所述环形凸齿所对应铰接件的中心轴线。
[0012]进一步地，所述多个环形凸齿的顶面相互平行。
[0013]进一步地，在所述第一摩擦部、第二摩擦部、第三摩擦部和第四摩擦部中的任一个为环形凸齿的情况下，所述环形凸齿的顶部宽度大于底部宽度。
[0014]进一步地，所述环形凸齿或环形凹槽的轴向剖面形状可为等腰梯形。
[0015]进一步地，所述环形凸齿可为一个完整的呈环形的凸齿，或者可包括多个弧形子凸齿，多个弧形子凸齿所对应的圆弧共圆心。
[0016]进一步地，所述中间铰接件还可具有一个外凸的连接板，外凸方向与所述中间铰接件的中心轴线相垂直。
[0017]为了实现上述目的，本专利技术另一方面提供了一种多阶段耗能系统。
[0018]所述系统可包括相连接的上述的摩擦耗能铰接组件和多阶段耗能支撑。
[0019]进一步地，所述多阶段耗能支撑可包括X个依次设置的连接段，以及X
‑
1个能够分别将相邻两个连接段连接的耗能组件，X为≥2的整数。其中，位于首尾位置的两个连接段朝外的一端能够与所述摩擦耗能铰接组件铰接。任两个相邻连接段的连接端分别可设置有M个第一限位连接子槽和M个第二限位连接子槽，第一限位连接子槽与第二限位连接子槽一一对应，呈对应关系的第一限位连接子槽和第二限位连接子槽共同构成限位连接槽，限位连接槽的数量为M，M为≥1的整数。每个耗能组件都可包括M个限位耗能片和N个弹性耗能机构，N为≥2的整数；其中，M个限位耗能片能够分别安装在M个限位连接槽中；每个弹性耗能机构都可包括第一弹性件，第一弹性件的两端分别与两个相邻连接段的两个连接端连接。
[0020]进一步地，所述限位耗能片可为工字型。
[0021]进一步地，所述第一限位连接子槽和第二限位连接子槽可都为T字型。
[0022]进一步地，所述两个相邻连接段的两个连接端都可设置有限位连接板，所述第一弹性件的两端分别与两个限位连接板连接；两个限位连接板中的至少一个可设置在对应连接端的非端面位置。
[0023]进一步地，所述两个限位连接板都可开设有N个通孔。所述弹性耗能机构还可包括连接杆、第二弹性件和第三弹性件。其中，连接杆穿过所述两个限位连接板上的通孔，且连接杆的两端分别位于所述两个限位连接板之外；连接杆两端还分别具有一个限位部。第二弹性件可套设在连接杆上，并位于一端上的限位部与该端邻近的所述限位连接板之间。第三弹性件可套设在连接杆上，并位于另一端上的限位部与该端邻近的所述限位连接板之间。
[0024]进一步地，所述第一弹性件可包括弹簧；所述第二弹性件可包括弹簧和碟簧中的任一种；所述第三弹性件可包括弹簧和碟簧中的任一种。
[0025]进一步地，所述连接段可为管状结构。
[0026]为了实现上述目的，本专利技术再一方面提供了一种耗能减震方法。
[0027]所述方法可包括采用如上所述的摩擦耗能铰接组件来进行耗能减震工作，或者采用如上所述的多阶段耗能系统来进行耗能减震工作。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下至少一项：
[0029](1)本专利技术能够大幅度提高承载力以及实现多阶段耗能。
[0030](2)本专利技术能够使支撑结构在复杂的荷载工况下屈服集中于特定的构件，实现较高的冗余度。
[0031](3)本专利技术能够大幅度提高新能源支撑结构的使用寿命。
[0032](4)本专利技术的摩擦耗能铰接组件和多阶段耗能系统的刚度大、强度高、装配化程度高、更换方便，避免了震后修复工作复杂及成本高等缺点。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种摩擦耗能铰接组件，其特征在于，所述铰接组件包括：依次铰接的第一外铰接件、中间铰接件和第二外铰接件，其中，第一外铰接件朝向中间铰接件的一面具有若干个第一摩擦部，第一摩擦部包括环形凸齿和环形凹槽中的一种；第二外铰接件朝向中间铰接件的一面具有若干个第二摩擦部，第二摩擦部包括环形凸齿和环形凹槽中的一种；中间铰接件朝向第一外铰接件的一面具有若干个第三摩擦部，第三摩擦部包括环形凸齿和环形凹槽中的一种，第一摩擦部与第三摩擦部的数量相同并一一对应，且呈对应关系的第一摩擦部和第三摩擦部相契合并构成铰接；中间铰接件朝向第二外铰接件的一面具有若干个第四摩擦部，第四摩擦部包括环形凸齿和环形凹槽中的一种，第二摩擦部与第四摩擦部的数量相同并一一对应，且呈对应关系的第二摩擦部和第四摩擦部相契合并构成铰接。2.根据权利要求1所述的摩擦耗能铰接组件，其特征在于，所述第一外铰接件、第二外铰接件和中间铰接件都设置有贯穿的中心孔；所述铰接组件还包括连接件，连接件能够通过三者的中心孔以将三者连接；所述第一外铰接件和第二外铰接件都为圆盘状。3.根据权利要求1所述的摩擦耗能铰接组件，其特征在于，所述若干个第一摩擦部共中心轴线，所述若干个第二摩擦部也共中心轴线。4.根据权利要求3所述的摩擦耗能铰接组件，其特征在于，在所述第一摩擦部、第二摩擦部、第三摩擦部和第四摩擦部中的任一个为环形凸齿且数量大于1的情况下，多个环形凸齿的高度自内而外依次减小；在所述第一摩擦部、第二摩擦部、第三摩擦部和第四摩擦部中的任一个为环形凹槽且数量大于1的情况下，多个环形凹槽的深度自内而外依次减小。5.根据权利要求4所述的摩擦耗能铰接组件，其特征在于，所述多个环形凸齿的顶面位于同一曲面上，该曲面为一直线围绕中心轴线旋转所形成的曲面，该中心轴线为所述环形凸齿所对应铰接件的中心轴线。6.根据权利要求1所述的摩擦耗能铰接组件，其特征在于，所述环形凸齿为一个完整的呈环形的凸齿，或者包括多...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯珂，周绪红，王俊人，邵宝承，王宇航，刘中华，叶冬晨，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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