一種sma壓電摩擦智能混合阻尼器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于土木工程結構減震技術領域，特別涉及一種SMA壓電摩擦智能混合阻尼器。
【背景技術】
[0002]地震一直以來是與洪水、颶風、瘟疫一起被認為是人類面臨的四大天敵。房屋倒塌，山崩地裂給人民生命財產造成了嚴重的危害。如1976年死亡人數達24萬的中國唐山大地震、2005年發生的印度尼西亞蘇門答臘島北部發生的里氏8.6級地震、2008年中國發生的里氏8.0級的汶川大地震。所以如何有效減小地震對結構的影響是土木工程結構振動控制領域的重大難題之一。
[0003]形狀記憶合金(SMA)是一種應用較為廣泛的智能材料，在高于奧氏體相變結束溫度時加卸載，它可以提供飽滿的滯回曲線并且卸載后沒有殘余變形，說明材料在此過程中可以吸收和耗散大量的能量。SMA的相變偽彈性性能常常用于土木工程結構的被動耗能抗震控制中。
[0004]耗能減震技術通過在結構中設置不同種類的耗能裝置，從而減少結構的地震損傷。耗能減震技術具有廣泛的應用范圍，對于新建工程和已有的結構的抗震加固都適用，并且在實際工程應用中取得明顯效果。但是現有的摩擦耗能減震器都是被動耗能裝置，減震效果和使用范圍都大大收到了限制，不能隨地震大小來進行實時控制。
[0005]壓電陶瓷能夠完成電能與機械能轉換，是一種功能材料，具有瞬間電致變形的特性，需要很大的應力才能限制其小的變形，因此也可以作為一種很好的驅動器在結構減震領域使用。
[0006]由壓電陶瓷制成的半主動控制裝置的控制效果雖然較好，但控制系統復雜、價格高昂；由SMA絲制成的被動控制阻尼器雖安裝簡單，造價低廉，但由于不能實時調整控制力，其控制效果較差。
【發明內容】
[0007]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種SMA壓電摩擦智能混合阻尼器，以SMA絲作為被動控制減震系統，當振動達到一定程度時，再輔以半主動控制手段，以形成混合控制系統，從而降低成本和提高減震效果。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
[0009]一種SMA壓電摩擦智能混合阻尼器，包括阻尼器箱體8，阻尼器箱體8中有帶壓電陶瓷驅動器4的壓電陶瓷驅動器箱體6，壓電陶瓷驅動器箱體6的左側設置左擋板3，右側設置右擋板7，其特征在于，所述壓電陶瓷驅動器箱體6的右側壁與阻尼器箱體8的右側壁之間設置有多根SMA絲一 11，壓電陶瓷驅動器箱體6的左側壁與阻尼器箱體8的左側壁之間設置有多根SMA絲二 20，所述SMA絲一 11穿過右擋板7后，一端固定在壓電陶瓷驅動器箱體6的右側壁上，另一端固定在阻尼器箱體8的右側壁上，所述SMA絲二 20穿過左擋板3后，一端固定在壓電陶瓷驅動器箱體6的左側壁上，另一端固定在阻尼器箱體8的左側壁上，在左擋板3和右擋板7之間設有多根SMA絲三10，SMA絲三10的一端固定在左擋板3上，另一端固定在右擋板7上；作動桿I依次穿過阻尼器箱體8的左側壁、左擋板3和壓電陶瓷驅動器箱體6的左側壁后與壓電陶瓷驅動器箱體6中的套筒5的左端固定，連接桿9的左端從套筒5的右端插入，連接桿9的右端固定在右擋板7上。
[0010]在所述SMA絲一 11、SMA絲二 20和SMA絲三10的一端均設置有SMA絲調節閥，對相應的SMA絲施加3%的預應變。
[0011]所述作動桿I與左擋板3的連接處固定有格擋環2。
[0012]所述阻尼器箱體8的右側壁上設置有一個與連接桿9相對應的圓孔19。可以使用螺栓或桿件固定在結構中。當地震發生時，隨著阻尼器在結構中布置位置的不同，阻尼器會受到沿作動桿I軸線方向的拉力或壓力，設置于左右擋板之間的SM絲三10總是受拉狀態，而設置于壓電陶瓷驅動器箱體6與阻尼器箱體8左右側壁之間的SMA絲一 IUSMA絲二20總有部分是受拉狀態。
[0013]所述阻尼器箱體8中位于其左側壁和左擋板3之間設置有橫向滑槽一 12，以供左擋板3槽中沿左右方向滑動；所述阻尼器箱體8中位于其右側壁和右擋板7之間設置有橫向滑槽二 13，以供右擋板7在槽中沿左右方向滑動。當地震發生時，作動桿I會沿軸線方向受拉或受壓，進而帶動左擋板3或右擋板7在橫向滑槽內滑動。滑槽距離是一定的，當作動桿I受拉或受壓帶動左右擋板滑動到滑槽一端會被滑槽內壁卡住而不能滑動。
[0014]本發明中，當地震發生時，各SMA絲利用自身的相變偽彈性性能可以起到消耗地震能量的功能來進行被動耗能控制，同時SMA絲也能產生很高的回復應力和回復應變起到自復位功能。
[0015]本發明中，壓電陶瓷驅動器4的數量可以隨地震力的大小有所增加。
[0016]通過調節壓電陶瓷驅動器4的電壓使其伸縮產生垂直于阻尼器頂蓋的壓力，進而使壓電陶瓷驅動器箱體6上部的摩擦板與阻尼器頂蓋產生摩擦力。摩擦力會隨電壓的變化而變化，起到可控制效果。
[0017]當斷電時，壓電陶瓷驅動器4不能正常工作，所布置的SMA絲也可以起到被動耗能效果來減少地震對結構的破壞。
[0018]本發明結合了兩種智能材料的重要特性并加以利用，做成了 SMA壓電摩擦智能混合阻尼器。輸入能量小輸出能量大，結合半主動控制理論，在小震和大震情況下都能自主調節控制力，能夠在結構減震控制方面取得很好的效果。
[0019]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0020]1.不同于單一智能材料的使用，結合SMA和壓電陶瓷兩種智能材料的特性做成阻尼器，能夠很好的應用于結構減震控制領域。
[0021]2.斷電時也可以利用SMA絲的相變偽彈性性能進行被動耗能。
[0022]3.地震發生時，布置在結構中的阻尼器，會受到沿作動桿軸線方向的拉力或壓力，而設置于左右擋板之間的SMA絲以及阻尼器箱體與壓電陶瓷驅動器箱體之間的SMA絲總是成受拉狀態，起復位和耗能效果。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明SMA壓電摩擦智能混合阻尼器的總剖面圖。
[0024]圖2為本發明SMA壓電摩擦智能混合阻尼器的正視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0026]如圖1和圖2所示，一種