本實(shí)用新型涉及減振裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含有碰撞阻尼耗能裝置的形狀記憶合金彈簧吸振器。

背景技術(shù)：

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（簡稱TMD）是被動(dòng)調(diào)諧減振控制裝置中的一種，可作為子結(jié)構(gòu)安裝于需要進(jìn)行振動(dòng)控制的主結(jié)構(gòu)上，通過將其振動(dòng)頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)的基本頻率或激振頻率附近，當(dāng)主結(jié)構(gòu)受激勵(lì)而振動(dòng)時(shí)，子結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生與主結(jié)構(gòu)振動(dòng)方向相反的慣性力，從而使主結(jié)構(gòu)的反應(yīng)衰減并受到控制。在機(jī)械領(lǐng)域，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器又稱動(dòng)力吸振器，一般由質(zhì)量塊、彈簧和阻尼器組成，因其結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，被廣泛用于土木建筑的防震和大型機(jī)械設(shè)備的減振。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于缺乏變形限制裝置，吸振器在振動(dòng)過程中極易因振幅過大出現(xiàn)損壞，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制失效，且現(xiàn)有吸振器的振動(dòng)控制頻帶寬度較窄，使用時(shí)有較大局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種含有碰撞阻尼耗能裝置的形狀記憶合金彈簧吸振器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土木建筑和機(jī)械設(shè)備等主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制，同時(shí)滿足對(duì)吸振器本體結(jié)構(gòu)的變形保護(hù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種含有碰撞阻尼耗能裝置的形狀記憶合金彈簧吸振器，包括吸振器本體和限位裝置，所述的吸振器本體包括固定框架、第一彈簧、第二彈簧、質(zhì)量塊和導(dǎo)柱，所述的第一彈簧和第二彈簧均為形狀記憶合金彈簧，所述的導(dǎo)柱的兩端分別連接固定框架的頂端和底端，所述的質(zhì)量塊的中部開設(shè)有光孔，第一彈簧、質(zhì)量塊和第二彈簧依次套設(shè)在導(dǎo)柱上，質(zhì)量塊的兩端分別與第一彈簧和第二彈簧的一端相連，第一彈簧和第二彈簧的另一端分別與固定框架的頂端和底端相連；所述的限位裝置包括上限位部和下限位部，所述的上限位部位于固定框架的頂端和質(zhì)量塊之間，上限位部包括第一限位塊、第一限位彈簧和上限位阻尼器，第一限位彈簧和上限位阻尼器的一端連接固定框架的頂端，第一限位彈簧和上限位阻尼器的另一端連接第一限位塊，第一限位塊與質(zhì)量塊之間有間隙，所述的下限位部位于固定框架的底端和質(zhì)量塊之間，下限位部包括第二限位塊、第二限位彈簧和下限位阻尼器，第二限位彈簧和下限位阻尼器的一端連接固定框架的底端，第二限位彈簧和下限位阻尼器的另一端連接第二限位塊，第二限位塊和質(zhì)量塊之間有間隙。

還包括間隙調(diào)節(jié)裝置，所述的間隙調(diào)節(jié)裝置包括第一間隙調(diào)節(jié)板、第二間隙調(diào)節(jié)板和調(diào)節(jié)螺紋桿，所述的第一間隙調(diào)節(jié)板和第二間隙調(diào)節(jié)板上設(shè)有螺孔，第一間隙調(diào)節(jié)板位于固定框架的頂端和第一限位彈簧之間，第一限位彈簧和上限位阻尼器的一端連接第一間隙調(diào)節(jié)板，第二間隙調(diào)節(jié)板位于固定框架的底端和第二限位彈簧之間，第二限位彈簧和下限位阻尼器的一端連接第二間隙調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)螺紋桿的一端設(shè)置在固定框架上，調(diào)節(jié)螺紋桿的上部穿過上間隙調(diào)節(jié)板的螺孔與其螺紋連接，調(diào)節(jié)螺紋桿的下部穿過下間隙調(diào)節(jié)板的螺孔與其螺紋連接，調(diào)節(jié)螺紋桿上部和下部的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反。

所述的間隙調(diào)節(jié)裝置還包括大齒輪、第一小齒輪和第二小齒輪，所述的調(diào)節(jié)螺紋桿包括第一調(diào)節(jié)螺桿和第二調(diào)節(jié)螺桿，所述的大齒輪設(shè)置在固定框架的頂端，第一小齒輪和第二小齒輪分別位于大齒輪的左右兩側(cè)并與大齒輪嚙合，第一調(diào)節(jié)螺桿的一端設(shè)置在第一小齒輪上，第二調(diào)節(jié)螺桿的一端設(shè)置在第二小齒輪上，所述的第一間隙調(diào)節(jié)板和第二間隙調(diào)節(jié)板的左右兩側(cè)均開設(shè)有螺孔，第一調(diào)節(jié)螺桿和第二調(diào)節(jié)螺桿的上部穿過第一間隙調(diào)節(jié)板的螺孔與其螺紋連接，第一調(diào)節(jié)螺桿和第二調(diào)節(jié)螺桿的下部穿過第二間隙調(diào)節(jié)板的螺孔與其螺紋連接，第一調(diào)節(jié)螺桿和第二調(diào)節(jié)螺桿上部的螺紋和下部的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反。

所述的大齒輪上還設(shè)有調(diào)節(jié)手柄。

本實(shí)用新型使用形狀記憶合金彈簧替代線性彈簧，能夠利用形狀記憶合金剛度會(huì)隨變形減小的特征，實(shí)現(xiàn)吸振結(jié)構(gòu)固有頻率的改變，增加吸振器起到吸振作用時(shí)的頻帶寬度，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，并且利用形狀記憶合金自身的滯后阻尼效應(yīng)，使得形狀記憶合金彈簧具備彈簧和阻尼器的雙重作用，有效簡化了吸振器的結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型通過在固定框架與質(zhì)量塊之間設(shè)置限位裝置，可在質(zhì)量塊位移過大時(shí)起到限位作用，保護(hù)吸振器本體結(jié)構(gòu)，同時(shí)在質(zhì)量塊與限位塊的碰撞過程中實(shí)現(xiàn)部分能量的轉(zhuǎn)移和消耗，大大增強(qiáng)吸振器的減振效果。

更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型利用間隙調(diào)節(jié)裝置改變吸振器質(zhì)量塊和限位塊之間的碰撞間隙，能夠滿足不同主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制要求，對(duì)不同的結(jié)構(gòu)對(duì)象產(chǎn)生良好的減振效果，擴(kuò)大了吸振器的適用范圍；本實(shí)用新型的間隙調(diào)節(jié)裝置采用螺紋傳動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)間隙可調(diào)，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種含有碰撞阻尼耗能裝置的形狀記憶合金彈簧吸振器，包括吸振器本體、限位裝置和間隙調(diào)節(jié)裝置。吸振器本體包括固定框架1、導(dǎo)柱2、第一彈簧3、第二彈簧4和質(zhì)量塊5，本實(shí)施例中的固定框架1為方形框架，導(dǎo)柱2的兩端分別與固定框架1的頂端和底端固定連接，質(zhì)量塊5的中部開設(shè)有光孔，第一彈簧3、質(zhì)量塊5和第二彈簧4依次套設(shè)在導(dǎo)柱2上，質(zhì)量塊5的兩端分別與第一彈簧3和第二彈簧4的一端固定連接，第一彈簧3和第二彈簧4的另一端分別與固定框架1的頂端和底端連接，形成質(zhì)量彈簧共振系統(tǒng)。其中，第一彈簧3和第二彈簧4均采用形狀記憶合金彈簧，有利于擴(kuò)大吸振器起到吸振作用時(shí)的頻帶寬度，同時(shí)能夠發(fā)揮阻尼器的作用，簡化吸振器的主體結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的間隙調(diào)節(jié)裝置包括第一間隙調(diào)節(jié)板6、第二間隙調(diào)節(jié)板11、第一調(diào)節(jié)螺桿16、第二調(diào)節(jié)螺桿17、大齒輪18、第一小齒輪19、第二小齒輪20和調(diào)節(jié)手柄21。第一間隙調(diào)節(jié)板6和第二間隙調(diào)節(jié)板11的左右兩側(cè)均開設(shè)有螺孔，第一間隙調(diào)節(jié)板6位于質(zhì)量塊5和固定框架1的頂端之間，第一調(diào)節(jié)螺桿16和第二調(diào)節(jié)螺桿17的上部穿過第一間隙調(diào)節(jié)板6的螺孔與之螺紋連接，第二間隙調(diào)節(jié)板11位于質(zhì)量塊5和固定框架1的底端之間，第一調(diào)節(jié)螺桿16和第二調(diào)節(jié)螺桿17的下部穿過第二間隙調(diào)節(jié)板11的螺孔與之螺紋連接，第一調(diào)節(jié)螺桿16和第二調(diào)節(jié)螺桿17的上部和下部的螺紋旋向相反。大齒輪18通過軸承設(shè)置在固定框架1的上端，調(diào)節(jié)手柄21固定在大齒輪18上，第一小齒輪19和第二小齒輪20分別位于大齒輪18的左右兩側(cè)并與大齒輪18嚙合，第一調(diào)節(jié)螺桿16的上端穿入第一小齒輪19的中心孔與之固定連接，第二調(diào)節(jié)螺桿17的上端穿入第二小齒輪20的中心孔與之固定連接。

本實(shí)用新型的限位裝置包括上限位部和下限位部，上限位部設(shè)置在質(zhì)量塊5和間隙調(diào)節(jié)裝置的第一間隙調(diào)節(jié)板6之間，包括第一限位塊7、第一限位彈簧8和上限位阻尼器，上限位阻尼器包括第一限位阻尼器9和第二限位阻尼器10，第一限位彈簧8的一端與第一限位塊7固定連接，第一限位彈簧8的另一端與第一間隙調(diào)節(jié)板6固定連接，第一限位阻尼器9和第二限位阻尼器10分別位于第一限位彈簧8的左右兩側(cè)，第一限位阻尼器9和第二限位阻尼器10的一端與第一限位塊7固定連接，另一端與第一間隙調(diào)節(jié)板6固定連接，第一限位塊7和質(zhì)量塊5之間有間隙δ。

下限位部設(shè)置在質(zhì)量塊5和間隙調(diào)節(jié)裝置的第二間隙調(diào)節(jié)板11之間，包括第二限位塊12、第二限位彈簧13和下限位阻尼器，下限位阻尼器包括第三限位阻尼器14和第四限位阻尼器15，第二限位彈簧13的一端與第二限位塊12固定連接，第二限位彈簧13的另一端與第二間隙調(diào)節(jié)板11固定連接，第三限位阻尼器14和第四限位阻尼器15分別位于第二限位彈簧13的左右兩側(cè)，第三限位阻尼器14和第四限位阻尼器15的一端與第二限位塊12固定連接，另一端與第二間隙調(diào)節(jié)板11固定連接，第二限位塊12和質(zhì)量塊5之間有間隙δ。當(dāng)需調(diào)整質(zhì)量塊5與第一限位塊7和第二限位塊12之間的間隙δ時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄21，可使大齒輪18帶動(dòng)第一小齒輪19和第二小齒輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使得第一調(diào)節(jié)螺桿16和第二調(diào)節(jié)螺桿17旋轉(zhuǎn)，則第一間隙調(diào)節(jié)板6和第二間隙調(diào)節(jié)板11將沿相反方向做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量塊5與限位塊之間的間隙調(diào)節(jié)。

在使用過程中，當(dāng)吸振器本體的質(zhì)量塊5的振動(dòng)幅度超過其與限位塊之間的間隙δ時(shí)，將與限位塊發(fā)生碰撞，能夠防止第一彈簧3和第二彈簧4發(fā)生過度形變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)吸振器本體即質(zhì)量彈簧共振系統(tǒng)的保護(hù)作用。同時(shí)，在質(zhì)量塊5與限位塊發(fā)生碰撞的過程中能夠消耗部分能量，并將部分能量轉(zhuǎn)移到限位裝置上，由限位阻尼器繼續(xù)消耗部分能量，從而加強(qiáng)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的減振效果。

本實(shí)用新型的工作原理是：根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的頻率設(shè)計(jì)質(zhì)量塊5的質(zhì)量和形狀記憶合金彈簧的線性剛度，使用該裝置時(shí)，將固定框架1通過法蘭、螺栓或直接焊接等固定方式設(shè)置在需要減振的主體結(jié)構(gòu)上，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)受到外激勵(lì)作用時(shí)，吸振器發(fā)揮調(diào)諧作用，將作用在主體結(jié)構(gòu)上的部分能量傳遞給吸振器本體，引起質(zhì)量塊5與形狀記憶合金彈簧組成的子系統(tǒng)的振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)位移不超過質(zhì)量塊5與限位塊之間的間隙δ時(shí)，該裝置為帶有滯后阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，當(dāng)振動(dòng)位移超過質(zhì)量塊5與限位塊之間的間隙時(shí)，質(zhì)量塊5會(huì)與限位塊產(chǎn)生碰撞，碰撞時(shí)可消耗部分能量，并將部分能量轉(zhuǎn)移到由限位塊5、限位彈簧和限位阻尼器組成的限位系統(tǒng)中，在此過程中由限位阻尼器消耗部分能量，從而實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制和對(duì)吸振器本體結(jié)構(gòu)的保護(hù)。此外，通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄21，利用大齒輪18、小齒輪以及調(diào)節(jié)螺桿構(gòu)成的間隙調(diào)節(jié)裝置調(diào)整限位塊的位置，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量塊5與限位塊間碰撞間隙的調(diào)整，能夠滿足不同的主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制要求。