金屬複合摩擦阻尼器的製造方法
2023-04-23 17:16:41
金屬複合摩擦阻尼器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬複合摩擦阻尼器。所述金屬複合摩擦阻尼器包括上連接板、下連接板；左夾板和右夾板，左夾板與上連接板和下連接板中的一個相連，右夾板與上連接板和下連接板中的一個相連；左摩擦板和右摩擦板，左摩擦板設在左夾板的右側面上，右摩擦板設在右夾板的左側面上；核心金屬板，核心金屬板設在左摩擦板與右摩擦板之間，核心金屬板與上連接板和下連接板中的另一個相連，其中核心金屬板上設有過孔且過孔沿核心金屬板的長度方向延伸；和第一連接件，第一連接件穿過左夾板、左摩擦板、過孔、右摩擦板和右夾板。根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器通過穩定的摩擦力實現摩擦耗能，從而可以實現大變形和較好的滯回性能。
【專利說明】金屬複合摩擦阻尼器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種金屬複合摩擦阻尼器。
【背景技術】
[0002] 目前，建築結構的發展越來越趨向於高大化，由鋼構件、組合構件或鋼筋混凝土構 件組成的框架結構是建築物中經常被採用的結構形式。為使建築結構具有較強的抵抗地震 等外力破壞的能力，需要在框架結構中增設耗能構件。
【發明內容】
[0003] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的 一個目的在於提出一種金屬複合摩擦阻尼器。
[0004] 根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器包括：上連接板和下連接板；相對設置 的左夾板和右夾板，所述左夾板與所述上連接板和所述下連接板中的一個相連，所述右夾 板與所述上連接板和所述下連接板中的所述一個相連；相對設置的左摩擦板和右摩擦板， 所述左摩擦板設在所述左夾板的右側面上，所述右摩擦板設在所述右夾板的左側面上；核 心金屬板，所述核心金屬板設在所述左摩擦板與所述右摩擦板之間，所述核心金屬板與所 述上連接板和所述下連接板中的另一個相連，其中所述核心金屬板上設有過孔且所述過孔 沿所述核心金屬板的長度方向延伸；和第一連接件，所述第一連接件穿過所述左夾板、所述 左摩擦板、所述過孔、所述右摩擦板和所述右夾板。
[0005] 根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器通過設置與所述上連接板和所述下連 接板中的另一個相連的核心金屬板且在所述核心金屬板的兩側設置與所述上連接板和所 述下連接板中的一個相連的左摩擦板和右摩擦板，從而可以使所述核心金屬板與所述左摩 擦板和所述右摩擦板接觸，所述核心金屬板與所述左摩擦板和所述右摩擦板發生相對位移 時產生與滑移方向相反的摩擦力，由此可以將建築物的振動能量轉化成熱能吸收，從而具 有較好的耗能性能（如圖7所示）。
[0006] 根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器通過穩定的摩擦力實現摩擦耗能，從而 可以實現大變形和較好的滯回性能。
[0007] 另外，根據本發明上述實施例的金屬複合摩擦阻尼器還可以具有如下附加的技術 特徵：
[0008] 根據本發明的一個實施例，所述上連接板和所述下連接板中的所述一個包括左連 接板和右連接板，所述左連接板與所述左夾板相連，所述右連接板與所述右夾板相連。由此 可以使所述金屬複合摩擦阻尼器的結構更加合理。
[0009] 根據本發明的一個實施例，所述核心金屬板焊接在所述上連接板和所述下連接板 中的所述另一個上。由此可以使所述核心金屬板更加牢固地與所述上連接板和所述下連接 板中的所述另一個相連，從而可以使所述金屬複合摩擦阻尼器的結構更加穩固。
[0010] 根據本發明的一個實施例，所述金屬複合摩擦阻尼器進一步包括焊接板，所述焊 接板焊接在所述上連接板和所述下連接板中的所述另一個上，所述焊接板通過第二連接件 與所述核心金屬板相連。由此可以使所述核心金屬板更加牢固地與所述上連接板和所述下 連接板中的所述另一個相連，從而可以使所述金屬複合摩擦阻尼器的結構更加穩固。
[0011] 根據本發明的一個實施例，所述左夾板和所述右夾板中的每一個為防鏽板或者所 述左夾板和所述右夾板中的每一個的外表面上設有防鏽層。由此可以防止所述左夾板和所 述右夾板生鏽，從而可以進一步延長所述金屬複合摩擦阻尼器的使用壽命。
[0012] 根據本發明的一個實施例，所述核心金屬板為防鏽板或者所述核心金屬板的外表 面上設有防鏽層。由此可以防止所述核心金屬板生鏽，從而可以進一步延長所述金屬複合 摩擦阻尼器的使用壽命。
[0013] 根據本發明的一個實施例，所述第一連接件包括：螺杆，所述螺杆穿過所述左夾 板、所述左摩擦板、所述過孔、所述右摩擦板和所述右夾板；以及左夾持件和右夾持件，所述 左夾持件和所述右夾持件中的至少一個螺紋配合在所述螺杆上，其中所述左夾持件抵靠在 所述左夾板上且所述右夾持件抵靠在所述右夾板上。由此可以使所述第一連接件的結構更 加合理。
[0014] 根據本發明的一個實施例，所述金屬複合摩擦阻尼器進一步包括第一蝶形彈簧， 所述螺杆穿過所述第一蝶形彈簧，所述第一蝶形彈簧夾持在所述左夾持件與所述左夾板之 間或者所述右夾持件與所述右夾板之間。
[0015] 通過在所述左夾持件與所述左夾板之間或者所述右夾持件與所述右夾板之間設 置所述第一蝶形彈簧，從而可以精確地設置作用到所述核心金屬板、所述左摩擦板和所述 右摩擦板上的壓力。
[0016] 根據本發明的一個實施例，所述金屬複合摩擦阻尼器進一步包括第二蝶形彈簧， 所述螺杆穿過所述第二蝶形彈簧，所述第一蝶形彈簧夾持在所述左夾持件與所述左夾板之 間，所述第二蝶形彈簧夾持在所述右夾持件與所述右夾板之間。
[0017] 通過在所述左夾持件與所述左夾板之間設置所述第一蝶形彈簧且在所述右夾持 件與所述右夾板之間設置所述第二蝶形彈簧，從而可以更加精確地設置作用到所述核心金 屬板、所述左摩擦板和所述右摩擦板上的壓力且可以進一步提高該壓力，而且可以使所述 金屬複合摩擦阻尼器的結構更加合理。
[0018] 根據本發明的一個實施例，所述金屬複合摩擦阻尼器進一步包括第三連接件，所 述第三連接件穿過所述左夾板和所述右夾板，所述第三連接件與所述左摩擦板、所述右摩 擦板和所述核心金屬板中的每一個間隔開。由此可以使所述左夾板和所述右夾板更加牢固 地連接在一起，從而可以使所述金屬複合摩擦阻尼器的結構更加穩固。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是根據本發明的一個實施例的金屬複合摩擦阻尼器的結構示意圖；
[0020] 圖2是根據本發明的一個實施例的金屬複合摩擦阻尼器的主視圖；
[0021] 圖3是根據本發明的一個實施例的金屬複合摩擦阻尼器的側視圖；
[0022] 圖4是根據本發明的另一個實施例的金屬複合摩擦阻尼器的結構示意圖；
[0023] 圖5是根據本發明的另一個實施例的金屬複合摩擦阻尼器的主視圖；
[0024] 圖6是根據本發明的另一個實施例的金屬複合摩擦阻尼器的側視圖；
[0025] 圖7是根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器的力-位移曲線。
【具體實施方式】
[0026] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0027] 下面參考圖1-圖6描述根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10。如圖1-圖 6所示，根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10包括上連接板101、下連接板102、相 對設置的左夾板103和右夾板104、相對設置的左摩擦板105和右摩擦板106、核心金屬板 107和第一連接件1081。
[0028] 左夾板103與上連接板101和下連接板102中的一個相連，右夾板104與上連接板 101和下連接板102中的所述一個相連。左摩擦板105設在左夾板103的右側面上，右摩擦 板106設在右夾板104的左側面上。核心金屬板107設在左摩擦板105與右摩擦板106之 間，核心金屬板107與上連接板101和下連接板102中的另一個相連，其中核心金屬板107 上設有過孔1071且過孔1071沿核心金屬板107的長度方向延伸。第一連接件1081穿過 左夾板103、左摩擦板105、過孔1071、右摩擦板106和右夾板104。
[0029] 其中，上下方向如圖1-圖6中的箭頭A所示，左右方向如圖3和圖6中的箭頭B 所示，前後方向如圖1、圖2、圖4和圖5中的箭頭C所示。過孔1071可以沿前後方向延伸。
[0030] 根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10通過設置與上連接板101和下連接 板102中的另一個相連的核心金屬板107且在核心金屬板107的兩側設置與上連接板101 和下連接板102中的一個相連的左摩擦板105和右摩擦板106,從而可以使核心金屬板107 與左摩擦板105和右摩擦板106接觸，核心金屬板107與左摩擦板105和右摩擦板106發 生相對位移時產生與滑移方向相反的摩擦力，由此可以將建築物的振動能量轉化成熱能吸 收，從而具有較好的耗能性能（如圖7所示）。
[0031] 根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10通過穩定的摩擦力實現摩擦耗能， 從而可以實現大變形和較好的滯回性能。
[0032] 根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10具有如下優點：
[0033] 1)可實現較大位移。根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10的行程由過孔 1071的長度決定（具體地，過孔1071可以是長圓孔），而不受材料性能限制，實現了大位移 的可設計性。
[0034] 2)具有穩定面壓。根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10利用第一連接件 1081將左夾板103、左摩擦板105、右摩擦板106和右夾板104緊固在一起，第一連接件1081 的軸向力作為壓力作用到核心金屬板107與左摩擦板105和右摩擦板106的摩擦面上為金 屬複合摩擦阻尼器10提供穩定的壓力。
[0035] 3)製作成本低，易於進行工程推廣。根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10 的用料為金屬摩擦材料，無須其他耗能裝置所需的一些特殊材料。這大大降低了單個金屬 複合摩擦阻尼器10的材料成本，便於大面積的結構安裝。
[0036] 4)較好的耗能性能。根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10利用核心金屬 板107與左摩擦板105和右摩擦板106發生相對位移時產生的與滑移方向相反的摩擦力， 將建築物的振動能量轉化成熱能吸收，具有較好的耗能性能。
[0037] 5)根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10在環境溫度變化範圍內保持穩定 的性能。
[0038] 6)根據本發明實施例的金屬複合摩擦阻尼器10結構簡單、加工方便、安裝方便、 便於拆卸，正常使用狀態下無需維護，在經歷小震和中震後無需更換。
[0039] 具體而言，上連接板101和下連接板102都可以安裝在建築結構的構件上。核心 金屬板107、左夾板103、右夾板104、上連接板101、和下連接板102都可以由普通鋼材或高 強鋼材製成。
[0040] 核心金屬板107可以堅直放置，核心金屬板107的厚度方向可以與核心金屬板107 所承受的剪力相垂直。
[0041] 如圖3和圖6所示，在本發明的一些實施例中，上連接板101和下連接板102中的 一個可以包括左連接板1011和右連接板1012,左連接板1011與左夾板103相連，右連接 板1012與右夾板104相連。也就是說，左連接板1011與左夾板103可以構成倒L形的第 一外板，右連接板1012與右夾板104可以構成倒L形的第二外板。由此可以使金屬複合摩 擦阻尼器10的結構更加合理。
[0042] 在本發明的一個實施例中，如圖6所示，核心金屬板107可以焊接在上連接板101 和下連接板102中的所述另一個上。由此可以使核心金屬板107更加牢固地與上連接板 101和下連接板102中的所述另一個相連，從而可以使金屬複合摩擦阻尼器10的結構更加 穩固。
[0043] 如圖3所示，在本發明的另一個實施例中，金屬複合摩擦阻尼器10進一步包括焊 接板109,焊接板109焊接在上連接板101和下連接板102中的所述另一個上，焊接板109 通過第二連接件1082與核心金屬板107相連。由此可以使核心金屬板107更加牢固地與 上連接板101和下連接板102中的所述另一個相連，從而可以使金屬複合摩擦阻尼器10的 結構更加穩固。
[0044] 有利地，焊接板109可以是兩個，兩個焊接板109夾持在核心金屬板107的兩側。 由此可以使核心金屬板107更加牢固地與上連接板101和下連接板102中的所述另一個相 連，從而可以使金屬複合摩擦阻尼器10的結構更加穩固。
[0045] 左夾板103和右夾板104中的每一個為防鏽板。換言之，左夾板103和右夾板104 中的每一個均由防鏽材料製成。此外，左夾板103和右夾板104中的每一個的外表面上可 以設有防鏽層。由此可以防止左夾板103和右夾板104生鏽，從而可以進一步延長金屬復 合摩擦阻尼器10的使用壽命。
[0046] 左摩擦板105和右摩擦板106都可以由摩擦材料製成。核心金屬板107為防鏽板， 即核心金屬板107可以由防鏽材料製成。此外，核心金屬板107的外表面上設有防鏽層。 由此可以防止核心金屬板107生鏽，從而可以進一步延長金屬複合摩擦阻尼器10的使用壽 命。
[0047] 如圖1-圖6所示，在本發明的一個具體示例中，金屬複合摩擦阻尼器10進一步 包括第三連接件1083,第三連接件1083穿過左夾板103和右夾板104。其中，第三連接件 1083與左摩擦板105、右摩擦板106和核心金屬板107中的每一個間隔開。由此可以使左 夾板103和右夾板104更加牢固地連接在一起，從而可以使金屬複合摩擦阻尼器10的結構 更加穩固。
[0048] 具體而言，第三連接件1083可以位於左摩擦板105、右摩擦板106和核心金屬板 107中的每一個的上方（核心金屬板107與下連接板102相連時）或下方（核心金屬板107 與上連接板101相連時）。
[0049] 有利地，如圖3和圖6所示，第一連接件1081可以包括螺杆10811、左夾持件10812 和右夾持件10813。螺杆10811穿過左夾板103、左摩擦板105、過孔1071、右摩擦板106和 右夾板104。左夾持件10812和右夾持件10813中的至少一個可以螺紋配合在螺杆10811 上，其中左夾持件10812抵靠在左夾板103上且右夾持件10813抵靠在右夾板104上。
[0050] 也就是說，螺杆10811上可以設有螺紋，左夾持件10812和右夾持件10813中的至 少一個可以沿螺杆10811的長度方向可移動地設在螺杆10811上。具體地，左夾持件10812 和右夾持件10813都可以是螺母。由此可以使第一連接件1081的結構更加合理。
[0051] 其中，第二連接件1082和第三連接件1083中的每一個都可以包括螺杆10811、左 夾持件10812和右夾持件10813。
[0052] 具體而言，第二連接件1082的螺杆10811可以穿過一個焊接板109、核心金屬板 107和另一個焊接板109,第二連接件1082的左夾持件10812可以抵靠在一個焊接板109 上，第二連接件1082的右夾持件10813可以抵靠在另一個焊接板109上。
[0053] 第三連接件1083的螺杆10811可以穿過左夾板103和右夾板104,第三連接件 1083的左夾持件10812可以抵靠在左夾板103上，第三連接件1083的右夾持件10813可以 抵靠在右夾板104上。
[0054] 如圖1-圖6所示，在本發明的一些示例中，金屬複合摩擦阻尼器10可以進一步包 括第一蝶形彈簧110,螺杆10811穿過第一蝶形彈簧110。其中，第一蝶形彈簧110可以夾 持在左夾持件10812與左夾板103之間或者第一蝶形彈簧110可以夾持在右夾持件10813 與右夾板104之間。
[0055] 通過在左夾持件10812與左夾板103之間或者右夾持件10813與右夾板104之間 設置第一蝶形彈簧110,從而可以精確地設置作用到核心金屬板107、左摩擦板105和右摩 擦板106上的壓力。具體而言，作用到核心金屬板107、左摩擦板105和右摩擦板106上的 壓力與第一蝶形彈簧110的彈性形變成正比。
[0056] 更為重要的是，第一蝶形彈簧110還可以持續地向核心金屬板107、左摩擦板105 和右摩擦板106施加壓力，該壓力不隨時間的延長而衰減，從而可以進一步延長金屬複合 摩擦阻尼器10的使用壽命。
[0057] 在本發明的一個示例中，如圖1-圖6所示，金屬複合摩擦阻尼器10進一步包括第 二蝶形彈簧111，螺杆10811穿過第二蝶形彈簧111。其中，第一蝶形彈簧110夾持在左夾 持件10812與左夾板103之間，第二蝶形彈簧111夾持在右夾持件10813與右夾板104之 間。
[0058] 通過在左夾持件10812與左夾板103之間設置第一蝶形彈簧110且在右夾持件 10813與右夾板104之間設置第二蝶形彈簧111，從而可以更加精確地設置作用到核心金屬 板107、左摩擦板105和右摩擦板106上的壓力且可以進一步提高該壓力，而且可以使金屬 複合摩擦阻尼器10的結構更加合理。
[0059] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"後"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底" "內"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或 位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0060] 此外，術語"第一"、"第二"僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有"第一"、"第二"的特徵可以明示或 者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個， 三個等，除非另有明確具體的限定。
[0061] 在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連 接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內 部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員 而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0062] 在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵"上"或"下"可以 是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在 第二特徵"之上"、"上方"和"上面"可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵"之下"、"下方"和"下面"可以是 第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
[0063] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特 點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技 術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結 合和組合。
[0064] 儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1. 一種金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，包括： 上連接板和下連接板； 相對設置的左夾板和右夾板，所述左夾板與所述上連接板和所述下連接板中的一個相 連，所述右夾板與所述上連接板和所述下連接板中的所述一個相連； 相對設置的左摩擦板和右摩擦板，所述左摩擦板設在所述左夾板的右側面上，所述右 摩擦板設在所述右夾板的左側面上； 核心金屬板，所述核心金屬板設在所述左摩擦板與所述右摩擦板之間，所述核心金屬 板與所述上連接板和所述下連接板中的另一個相連，其中所述核心金屬板上設有過孔且所 述過孔沿所述核心金屬板的長度方向延伸；和 第一連接件，所述第一連接件穿過所述左夾板、所述左摩擦板、所述過孔、所述右摩擦 板和所述右夾板。
2. 根據權利要求1所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，所述上連接板和所述下 連接板中的所述一個包括左連接板和右連接板，所述左連接板與所述左夾板相連，所述右 連接板與所述右夾板相連。
3. 根據權利要求1所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，所述核心金屬板焊接在 所述上連接板和所述下連接板中的所述另一個上。
4. 根據權利要求1所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，進一步包括焊接板，所述 焊接板焊接在所述上連接板和所述下連接板中的所述另一個上，所述焊接板通過第二連接 件與所述核心金屬板相連。
5. 根據權利要求1所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，所述左夾板和所述右夾 板中的每一個為防鏽板或者所述左夾板和所述右夾板中的每一個的外表面上設有防鏽層。
6. 根據權利要求1所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，所述核心金屬板為防鏽 板或者所述核心金屬板的外表面上設有防鏽層。
7. 根據權利要求1所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，所述第一連接件包括： 螺杆，所述螺杆穿過所述左夾板、所述左摩擦板、所述過孔、所述右摩擦板和所述右夾 板；以及 左夾持件和右夾持件，所述左夾持件和所述右夾持件中的至少一個螺紋配合在所述螺 杆上，其中所述左夾持件抵靠在所述左夾板上且所述右夾持件抵靠在所述右夾板上。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，進一步包括 第一蝶形彈簧，所述螺杆穿過所述第一蝶形彈簧，所述第一蝶形彈簧夾持在所述左夾持件 與所述左夾板之間或者所述右夾持件與所述右夾板之間。
9. 根據權利要求1-8中任一項所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，進一步包括 第二蝶形彈簧，所述螺杆穿過所述第二蝶形彈簧，所述第一蝶形彈簧夾持在所述左夾持件 與所述左夾板之間，所述第二蝶形彈簧夾持在所述右夾持件與所述右夾板之間。
10. 根據權利要求1-9中任一項所述的金屬複合摩擦阻尼器，其特徵在於，進一步包括 第三連接件，所述第三連接件穿過所述左夾板和所述右夾板，所述第三連接件與所述左摩 擦板、所述右摩擦板和所述核心金屬板中的每一個間隔開。
【文檔編號】E04B1/98GK104088374SQ201410262144
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】潘鵬, 陳浩文, 劉繼新, 孫江波, 林勁松 申請人:清華大學, 北京羿射旭科技有限公司