[发明专利]SMA合金丝材自复位阻尼器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，特别是指一种SMA合金丝材自复位阻尼器及其制作方法。

背景技术

建筑结构中常采用阻尼器来进行耗能减震，但是传统阻尼器结构复杂，多采用橡胶、钢垫片等材料制成，这种材料的稳定性和耐久性较差，工作稳定性不高，地震之后结构虽然不倒，但也不能在震后恢复原状，不能继续使用。超弹性形状记忆合金SMA作为智能材料之一，同时具备有耗能和恢复变形能力，可恢复应变可以高达6～8％。

申请号为201621060160.6的申请文件公开了一种混合控制自复位阻尼器，将一对钢槽的底板之间通过SMA丝材连接在一起，钢槽两侧设有钢板，钢槽和钢板之间通过高强螺栓连接，并且两者的接触面之间涂有摩擦涂料，压电陶瓷驱动器能够加大钢槽和钢板之间的摩擦力，该阻尼器工作时通过SMA丝材受拉变形和钢槽和钢板间的摩擦力进行耗能。该阻尼器结构复杂，制作麻烦，成本大，并且只能在受拉状态下进行工作，受压状态下并不能发挥SMA丝材的耗能复位能力，并且需要额外施加摩擦力，给使用带来不便。

申请号为201620712496.X的申请文件公开了一种新型基于SMA合金丝的土木工程用阻尼器，固定端板C中心处穿插有牵引杆，牵引杆向上延伸并在其首端固定有滑动端板A，固定端板D中心处的顶部设置有牵引杆，滑动端板A、滑动端板B、固定端板C、固定端板D上绕其中心位置一圈等间隔地穿插有四根连接杆，滑动端板A与固定端板C通过SMA合金丝连接，且其连接的SMA合金丝构成了外侧SMA合金丝组，滑动端板D与滑动端板B通过SMA合金丝连接，构成一组内侧SMA合金丝组，当牵引杆作往返运动时，内、外侧SMA合金丝组在外力作用下可以交替进行拉伸与回缩运动。该阻尼器对SMA丝材的用量较大，结构较为复杂，不便于制作加工，并且拉压状态下部分SMA丝材处于空闲状态，利用率不高。

发明内容

本发明提供一种结构简单、抗震能力强、稳定性高、便于制作加工并且能够实现SMA合金丝材在拉、压两种状态下的耗能和自复位的SMA合金丝材自复位阻尼器及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种SMA合金丝材自复位阻尼器，包括U形卡槽和位于所述U形卡槽内可移动的导棒，其中：

所述U形卡槽包括一对长条形的侧板和位于所述侧板之间的底板，所述侧板的两端均对应设置有第一长圆孔和第二长圆孔，所述第二长圆孔靠近所述底板，所述底板上设置有用于与外部结构主体连接的第一连接件；

所述导棒的长度小于所述U形卡槽的深度，所述导棒的两端分别设置有与所述第一长圆孔和第二长圆孔相对应的第三长圆孔和第四长圆孔，所述导棒远离所述底板的一端设置有用于与外部结构主体连接的第二连接件；

所述第一长圆孔和第三长圆孔内穿设有受拉运动连接棒，所述第二长圆孔和第四长圆孔内穿设有受压运动连接棒，SMA合金丝材以预紧状态环绕在所述受拉运动连接棒和受压运动连接棒的两端之间。

进一步的，所述受拉运动连接棒和受压运动连接棒上分别设置有用于预紧所述SMA合金丝材的第一凸面和第二凸面。

进一步的，所述受拉运动连接棒和受压运动连接棒均为圆柱体，所述第一凸面和第二凸面均为设置在圆柱体一侧上且与所述SMA合金丝材位置对应的钢板。

进一步的，所述第一长圆孔和第三长圆孔的尺寸相同，所述第二长圆孔和第四长圆孔的尺寸相同；在所述第一长圆孔和第三长圆孔，第二长圆孔和第四长圆孔均对齐时，所述导棒靠近所述第四长圆孔的一端到所述底板的距离大于等于所述第二长圆孔的长度。

进一步的，所述第一长圆孔和第二长圆孔的长度相等。

进一步的，所述SMA合金丝材为镍钛SMA丝材，所述导棒为矩形板，所述侧板、底板和导棒均为钢板。

进一步的，所述第一连接件和第二连接件均为螺纹杆。

进一步的，环绕在所述受拉运动连接棒和受压运动连接棒之间的SMA合金丝材的末端通过U型卡扣固定。

另一方面，提供一种上述的SMA合金丝材自复位阻尼器的制作方法，包括：

步骤1：将已开设好第三长圆孔和第四长圆孔的导棒插入U形卡槽中，其中，第三长圆孔与第一长圆孔的内壁对齐，第四长圆孔和第二长圆孔的的内壁对齐；

步骤2：将受拉运动连接棒和受压运动连接棒分别插入第一长圆孔和第二长圆孔内；

步骤3：将SMA合金丝材缠绕在受拉运动连接棒和受压运动连接棒上使得受拉运动连接棒和受压运动连接棒分别紧贴在第一长圆孔和第二长圆孔的内壁上。