一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器及方法，包括固定摩擦块，固定摩擦块上包括上侧固定摩擦块与下侧固定摩擦块，上侧固定摩擦块与下侧固定摩擦块相对设置，位于上侧固定摩擦块与下侧固定摩擦块之间的中心位置布置有形状记忆合金板材，形状记忆合金板材一侧与左侧连接钢板相连，另一侧连接右侧连接钢板，左侧连接钢板中间布置左侧滑动摩擦块，右侧连接钢板中间布置右侧滑动摩擦块，形状记忆合金板材不与上侧固定摩擦块与下侧固定摩擦块接触。在安装好各个部件后对阻尼器先进行预拉伸，并在固定摩擦块处施加预紧力，以保证阻尼器在抵抗外力前内部的受力平衡，当外力增加时，摩擦力反向与形状记忆合金共同抵抗外力，提供较强的抗震、自复位能力。自复位能力。自复位能力。
【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器及方法
[0001]本专利技术涉及古建筑木结构加固
，特别涉及一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器及方法。
技术介绍
[0002]随着形状记忆合金材料的快速发展，其优越的超弹性与自复位能力逐渐被应用于建筑结构领域。结构工程中利用其作为摩擦阻尼器耗能核心部件的设计愈来愈多，但是现阶段对于形状记忆合金，多以棒材、丝材、碟簧等形式被应用，经济效益相对更好的板材并未广泛使用。
[0003]结构工程中常用的被动减震耗能装置大致可分为：粘滞摩擦阻尼器、金属摩擦阻尼器、粘弹性摩擦阻尼器以及摩擦阻尼器。并且，滑动摩擦阻尼器通过摩擦块之间的摩擦耗能机制在被动装置中已被证明是一种有效构件。
[0004]但是纯滑动摩擦阻尼器为了有较好的耗能能力，必须提升预紧力，当施加的额预紧力越大，在大位移时，作为摩擦支撑构件往往会出现失稳问题。此外，若只单纯通过摩擦耗能，被加固的结构在震后会出现较大残余位移，其减震效果并不理想。
[0005]综上所述，如何利用经济效能更好的形状记忆合金板材与滑动摩擦耗能实现可恢复的、残余变形小的摩擦阻尼器是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]为了克服上述现有技术的存在的缺陷，本专利技术目的在于提供一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器及方法，通过提前预拉伸形状记忆合金板材得到良好的自复位能力，木块之间相互的摩擦提供摩擦耗能能力，有效减少结构的残余位移变形，减震效果好，并且摩擦阻尼器具有维护成本低、施工简单的特点。<br/>[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，包括固定摩擦块1，所述固定摩擦块1包括上侧固定摩擦块11与下侧固定摩擦块12，所述上侧固定摩擦块11与下侧固定摩擦块12均为水平板，且上下相对设置，位于上侧固定摩擦块11与下侧固定摩擦块12之间布置有水平的形状记忆合金板材2，所述形状记忆合金板材2左侧与左侧连接钢板4相连，右侧连接右侧连接钢板6，所述左侧连接钢板4和所述右侧连接钢板(6)均包括一块水平板和两块竖直板，该水平板从该两块竖直板中间穿过，左侧连接钢板(4)的两块竖直板之间布置左侧滑动摩擦块3，右侧连接钢板6的两块竖直板之间布置右侧滑动摩擦块5，所述形状记忆合金板材2不与上侧固定摩擦块11以及下侧固定摩擦块12接触。
[0009]左侧滑动摩擦块3、右侧滑动摩擦块5的顶面，不低于两块竖直板的顶面，左侧滑动摩擦块3、右侧滑动摩擦块5的底面，不高于两块竖直板的底面。
[0010]所述左侧的左侧滑动摩擦块3、左侧连接钢板4通过大螺杆8和螺母9与上侧固定摩擦块11与下侧固定摩擦块12连接，右侧的右侧连接钢板6、右侧滑动摩擦块5通过大螺杆8和
螺母9与上侧固定摩擦块11与下侧固定摩擦块12连接。
[0011]所述竖直板将水平板分为三段，分为内段、中间段与外段，位于水平板的中间段的上下两部分分别对应放置左侧滑动摩擦块3，所述竖直板上端、下端和左侧滑动摩擦块3分别与上侧固定摩擦块11和下侧固定摩擦块12相接触。
[0012]所述左侧连接钢板4与右侧连接钢板6相向设置的内段水平板用于连接形状记忆合金板材2，外段为加持段，所述外段超出固定摩擦块1设置。
[0013]所述左侧连接钢板4与右侧连接钢板6的水平板与形状记忆合金板材2在同一水平高度设置。
[0014]所述固定摩擦块1水平放置。所述记忆合金板材2水平放置，形状记忆合金板材2分为头部21、过渡弧22与平行段23；所述形状记忆合金板材2两侧头部21预留螺栓孔道，两侧放置于左侧连接钢板4和右侧连接钢板6之上，通过小螺栓7连接。
[0015]所述左侧滑动摩擦块3水平放置，由上侧滑动摩擦块31与下侧滑动摩擦块32构成，其摩擦块通过左侧连接钢板4固定位置。摩擦块3与连接钢板4内部都预留孔道，以便大螺杆8能在限制位移内自由滑动，孔道宽度为大螺杆8的直径，长度略大于预设的形状记忆合金板材2的自由拉伸长度；
[0016]所述左侧连接钢板4水平放置，其上下侧焊接竖直板以便固定住滑动摩擦块3的水平位置，左侧连接钢板4内部与滑动摩擦块3一样预留滑道。
[0017]所述右侧滑动摩擦块5水平放置，由上侧滑动摩擦块51与下侧滑动摩擦块52构成，其摩擦块通过右侧连接钢板6固定位置，摩擦块4内部预留滑道，以便大螺杆8能在限制位移内自由滑动；
[0018]所述右侧连接钢板6水平放置，其上下侧焊接竖直板以便固定住滑动摩擦块4的水平位置，右侧连接钢板6内部与滑动摩擦块4一样预留滑道。
[0019]所述螺母9为高强度大螺杆8的配套螺母，旨在对其施加扭矩，以便在固定摩擦块上取得相应的预紧力。
[0020]所述摩擦阻尼器左侧连接钢板4，用大螺栓8与左侧滑动摩擦块3连接，连接位置需要为形状记忆合金预留适当的自由拉伸长度，选取10mm长度。
[0021]一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器的使用方法，包括以下步骤；
[0022]当阻尼器受到外力时，形状记忆合金板材2抵抗外力，并且由于施加的预应力与预紧力，摩擦力此时会反向与形状记忆合金板材2共同抵抗外力进行耗能；依赖于形状记忆合金板材2的自复位能力，阻尼器也会在一定外力范围内表现出良好的自复位能力；
[0023]外力较小时，该阻尼器并不会立刻发生滑动，左侧滑动摩擦块3、右侧滑动摩擦块5与固定摩擦块1之间相对静止，但在阻尼器内部摩擦力会随着外力的增大逐渐变小，直至反向，与形状记忆合金板材2一起抵抗外力，此时卸载，阻尼器内部摩擦力反向后，会恢复至原平衡状态；
[0024]当超过外力超过形状记忆合金板材2预拉伸所带来的预应力与滑动摩擦块左侧滑动摩擦块3、右侧滑动摩擦块5与固定摩擦块1之间摩擦力的总和时，左侧滑动摩擦块3、右侧滑动摩擦块5左侧滑动摩擦块3与右侧滑动摩擦块5才与固定摩擦块1发生相对位移，形状记忆合金板材2才被拉伸，此时主要依靠形状记忆合金板材2拉伸量所带来的增量抵抗外力的增加，此时卸载，形状记忆合金板材2会依靠其自身优越的超弹性，通过逆相变驱动使得高
达8％～10％的应变瞬时自动恢复，在上述加载卸载循环中形成滞回环从而耗散能量。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]通过对摩擦阻尼器提前进行预拉伸，使得形状记忆合金在前期就获得一定程度的拉伸，在通过对滑动摩擦构件部分施加预紧力使得摩擦阻尼器内部在发挥耗能作用之前就存在一定的抗力来对抗外力。通过形状记忆合金板材的超弹性特性减小或拉回滑动摩擦块原本不可恢复的变形，以便减小结构的残余变形。形状记忆合金板材的开发利用成本远远低于棒材等材料，破坏多产生在板材、滑动摩擦块处，通过更换构件摩擦阻尼器仍能继续利用，降低维修时间成本，可维护性高。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例的形状记忆合金板材摩擦阻尼器结构示意图。
[0028]图2为本专利技术实施例的固定摩擦块的结构示意图。
[0029]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，其特征在于，包括固定摩擦块(1)，所述固定摩擦块(1)包括上侧固定摩擦块(11)与下侧固定摩擦块(12)，所述上侧固定摩擦块(11)与下侧固定摩擦块(12)均为水平板，且上下相对设置，位于上侧固定摩擦块(11)与下侧固定摩擦块(12)之间布置有水平的形状记忆合金板材(2)，所述形状记忆合金板材(2)左侧与左侧连接钢板(4)相连，右侧连接右侧连接钢板(6)，所述左侧连接钢板(4)和所述右侧连接钢板(6)均包括一块水平板和两块竖直板，该水平板从该两块竖直板中间穿过，左侧连接钢板(4)的两块竖直板之间布置左侧滑动摩擦块(3)，右侧连接钢板(6)的两块竖直板之间布置右侧滑动摩擦块(5)，所述形状记忆合金板材(2)不与上侧固定摩擦块(11)以及下侧固定摩擦块(12)接触；左侧滑动摩擦块(3)、右侧滑动摩擦块(5)的顶面，不低于两块竖直板的顶面，左侧滑动摩擦块(3)、右侧滑动摩擦块(5)的底面，不高于两块竖直板的底面。2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，其特征在于，所述左侧的左侧滑动摩擦块(3)、左侧连接钢板(4)通过大螺杆(8)和螺母(9)与上侧固定摩擦块(11)与下侧固定摩擦块(12)连接，右侧的右侧连接钢板(6)、右侧滑动摩擦块(5)通过大螺杆(8)和螺母(9)与上侧固定摩擦块(11)与下侧固定摩擦块(12)连接。3.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，其特征在于，竖直板将水平板分为三段，分为内段、中间段与外段，位于水平板的中间段的上下两部分分别对应放置左侧滑动摩擦块(3)。4.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，其特征在于，所述左侧连接钢板(4)与右侧连接钢板(6)相向设置的内段水平板用于连接形状记忆合金板材(2)，外段为加持段，所述外段超出固定摩擦块(1)设置。5.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，其特征在于，所述左侧连接钢板(4)与右侧连接钢板(6)的水平板与形状记忆合金板材(2)在同一水平高度设置。6.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器，其特征在于，所述固定摩擦块(1)水平放置；所述记忆合金板材(2)水平放置，形状记忆合金板材(2)分为头部(21)、过渡弧(22)与平行段(23)；所述形状记忆合金板材(2)两侧头部(21)预留螺栓孔道，两侧放置于左侧连接钢板(4)和右侧连接钢板(6)之上，通过小螺栓(7)连接。7.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金板材自复位摩擦阻尼器...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢启芳，张李心，刘伊津，张利朋，吴亚杰，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。