一种被动变刚度耗能减震装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115853147A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211570630.3(22)申请日2022.12.08(71)申请人沈阳建筑大学地址110168辽宁省沈阳市浑南区浑南中路25号(72)发明人孙彤李鑫张皓(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109专利代理师李在川(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种被动变刚度耗能减震装置(57)摘要本发明公开了一种被动变刚度耗能减震装置。包括托架、液压缸、橡胶塞、孔隙、油液、活塞、刚度元件和阶梯轴。液压缸内固定连接阶梯轴，阶梯轴穿过活塞上的阻尼孔隙。活塞配套设有双出杆件；液压缸外设有托架，托架固定连接两端活塞杆；液压缸底部固定连接支撑的刚度元件。阶梯轴为三段式，在阶梯处分别设有橡胶塞，所述橡胶塞在接触所述孔隙时，能将孔隙堵住。本发明针对结构件在不同位移条件下，通过提供不同附加刚度以达到改善控制效果的目的。解决了传统主动变刚度控制系统所存在的控制不稳定，耗能大，使用条件具有局限性等技术问题。本发明不需要任何外部能源，出力范围广泛，实施起来具有可行性，应用发展的前景十分广阔。CN115853147ACN115853147A权利要求书1/1页1.一种被动变刚度耗能减震装置，其特征在于：包括托架、液压缸、橡胶塞、孔隙、油液、活塞、刚度元件和阶梯轴；所述液压缸内固定连接阶梯轴，阶梯轴穿过活塞上的阻尼孔隙；所述活塞配套设有双出杆件；所述液压缸外设有托架，托架固定连接两端活塞杆；所述液压缸底部固定连接支撑的刚度元件。2.根据权利要求1所述的一种被动变刚度耗能减震装置，其特征在于：所述阶梯轴为三段式，在阶梯处分别设有橡胶塞，所述橡胶塞在接触所述孔隙时，能将孔隙堵住。3.根据权利要求1所述的一种被动变刚度耗能减震装置，其特征在于：所述活塞上对称设有阻尼孔隙，所述阶梯轴中间段直径小于孔隙直径。4.根据权利要求1所述的一种被动变刚度耗能减震装置，其特征在于：所述液压缸内部空间填充阻尼液。5.根据权利要求4所述的一种被动变刚度耗能减震装置，其特征在于：所述阻尼液为非牛顿液体。6.根据权利要求1所述的一种被动变刚度耗能减震装置，其特征在于：所述液压缸为内壁圆形套筒结构。2CN115853147A说明书1/2页一种被动变刚度耗能减震装置技术领域[0001]本发明涉及结构变刚度设备技术领域，特别涉及一种被动变刚度耗能减震装置。背景技术[0002]工程结构在其全寿命周期中不可避免的遭受强风、地震等灾害造成的破坏。安装耗能减震装置能够很好的避免灾害造成的经济损失和人员伤亡，其中包括变刚度耗能减震装置。[0003]对于变刚度耗能减震装置按照工作原理可以分为：主动控制、半主动控制和被动控制。结构件主动控制变刚度是通过控制装置主动地改变受控结构的附加刚度，使结构控制系统没有固定的自振频率，避免结构发生共振，从而减小结构反应。从施控方法来看，主动控制为力的控制，需直接提供控制力的能源，造价高，技术复杂，且在紧急状态(如地震等)时，很难保证能源的供给；半主动控制属参数控制，它是由少量的电能供给传感器采集信号，并驱动控制阀的开、关动作来改变系统参数；被动控制不需外界的能源，这种控制系统性能可靠、造价较低，实用性好，由自身的液压、机械随动系统根据结构振动的速度方向适时地改变结构的刚度，并释放或耗散掉输入到控制系统的变形能，从而达到减振的目的。发明内容[0004]为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种被动变刚度耗能减震装置。能够替代主动变刚度系统中控制器的“开”、“关”两个状态。当活塞在油缸中不能相对运动时，机械装置的作用是将可变刚度固接在结构件上，使结构增加刚度；当活塞在油缸中作相对运动时，机械装置的作用是增加结构的阻尼，耗散结构的能量。[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：[0006]一种被动变刚度耗能减震装置，包括托架、液压缸、橡胶塞、孔隙、油液、活塞、刚度元件和阶梯轴。所述液压缸内固定连接阶梯轴，阶梯轴穿过活塞上的阻尼孔隙；所述活塞配套设有双出杆件；所述液压缸外设有托架，托架固定连接两端活塞杆；所述液压缸底部固定连接支撑的刚度元件。[0007]所述阶梯轴为三段式，在阶梯处分别设有橡胶塞，所述橡胶塞在接触所述孔隙时，能将孔隙堵住。[0008]所述活塞上对称设有阻尼孔隙，所述阶梯轴中间段直径小于孔隙直径。[0009]所述液压缸内部空间填充阻尼液。[0010]所述阻尼液为非牛顿液体。[0011]所述液压缸为内壁圆形套筒结构。[0012]本发明具有以下有益效果：[0013]本发明针对结构件在不同位移条件下，通过提供