一种三维防振隔冲装置 |
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| 申请号 | CN202410251343.9 | 申请日 | 2024-03-06 | 公开(公告)号 | CN117845731B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 上海路博减振科技股份有限公司; | 发明人 | 欧阳郁汀; 黄殿凯; 诸龙; 刘芝岳; 史毛毛; 陆滕钰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 土木工程 减振隔冲技术领域，具体公开了一种三维防振隔冲装置，包括安装顶板和安装 底板 ，安装顶板与安装底板之间连接有多组防振隔冲组件；每组防振隔冲组件均包括上板 弹簧 、下板弹簧、中间体、记忆 合金 、第一连接板和锚固板；上板弹簧与下板弹簧在中间体上呈对称式设置；通过调节锚固板在中间体上的 位置 ，达到调节上板弹簧和下板弹簧在中间体上的弯曲状态，使本装置的防振隔冲性能得以调节；本发明通过 记忆合金 对板弹簧横向约束使本隔振系统具有较高的静态 刚度 ，在其受到冲击作用下，记忆合金发生屈服，隔振系统保持较低的动刚度；此外，当冲击荷载结束后，记忆合金的超弹性性能使隔振系统恢复初始状态，使隔振系统的功能快速恢复。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种三维防振隔冲装置，其特征在于：包括安装顶板（1）和安装底板（6），所述安装顶板（1）与安装底板（6）之间连接有多组防振隔冲组件，每相邻两组所述防振隔冲组件均连接有第二连接板（10）；每组所述防振隔冲组件均包括上板弹簧（2）、下板弹簧（4）、中间体（8）、多个记忆合金以及两个第一连接板（9）和两个锚固板（14）； |
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| 说明书全文 | 一种三维防振隔冲装置技术领域背景技术[0002] 工程结构在自然灾害或人为灾害作用下的可靠性、使用性和安全性往往是工程师比较关心的问题。例如，当地震作用发生时，其产生的一次灾害（地震本身）和二次灾害（山体滑坡、落石等）可能给结构的安全性带来挑战；当公路桥梁受到货车撞击、跨海大桥受到轮船撞击或工程结构收到爆炸作用时，如何通过保护桥梁结构保障人员安全。除此之外，一些精密的实验仪器、设备等受震动影响会使测量结果不准确。对于易碎、易损坏的物品，运输过程中的震动可能使物品损坏，从而造成无法估量的损失，所以对物品进行减振与隔振是非常必要的。隔震体系由于在地震中表现出优于传统结构的抗震能力，现已得到广泛使用。 [0003] 特别地，当螺旋压缩弹簧隔振器的设计隔振频率较低时，隔振器的刚度小，压缩变形大，且存在稳定性问题；同时，螺旋压缩弹簧螺纹圈数增加，在同等变形要求下，其需要的安装空间大，与金属弹簧隔振器相比，橡胶隔振器固有频率又难以做到5Hz以下，其抗环境污染和抗温度变化能力较弱；因此，对于具有安装空间限制条件和高隔振、高隔冲率要求的特种结构，需要设计一种安全可靠的防振隔冲装置。 发明内容[0004] （一）要解决的技术问题 [0006] （二）技术方案 [0007] 为解决所述技术问题，本发明提供一种三维防振隔冲装置，包括安装顶板和安装底板，所述安装顶板与安装底板之间连接有多组防振隔冲组件，每相邻两组所述防振隔冲组件均连接有第二连接板；每组所述防振隔冲组件均包括上板弹簧、下板弹簧、中间体、多个记忆合金以及两个第一连接板和两个锚固板； [0008] 所述上板弹簧与下板弹簧在中间体上呈对称式设置；所述上板弹簧与安装顶板连接，所述下板弹簧与安装底板连接，所述上板弹簧与下板弹簧的两端分别与两个第一连接板连接，两个所述第一连接板与中间体滑动连接，两个所述锚固板分别设置在中间体的两侧，多个所述记忆合金包括连接在其中一个所述锚固板与距其较远的第一连接板上的第一记忆合金，以及连接在另一个所述锚固板与另一个第一连接板上的第二记忆合金；发明采用板弹簧与记忆合金组成的机械结构作为竖向与水平向防振隔冲装置；该系统整体属于被动控制装置，无外部能源输入，具有天然稳定特征，且施工技术简单，安全性高。 [0009] 两个所述锚固板通过调节螺母与中间体活动连接，通过调节所述调节螺母，使所述锚固板通过沿中间体的轴向方向带动第一记忆合金和第二记忆合金位移，使上板弹簧和下板弹簧的弯曲度改变，所述安装顶板相较于水平线的位置高度发生改变，使所述三维防振隔冲装置的防振隔冲性能得以调节；本发明通过记忆合金对板弹簧横向约束使本隔振系统具有较高的静态刚度，在其受到冲击作用下，记忆合金发生屈服，隔振系统保持较低的动刚度。此外，当冲击荷载结束后，记忆合金的超弹性性能可以使隔振系统恢复初始状态，使隔振系统的功能得到快速恢复。 [0010] 优选的，两个所述第一连接板在中间体上呈对称式设置，每个所述第一连接板均呈T型结构，所述第一连接板的中部开设有与中间体滑动连接的配合孔，所述第一连接板在配合孔两侧分别连接有销轴，所述上板弹簧和下板弹簧的一端通过销轴与第一连接板铰接。 [0011] 优选的，两个所述锚固板在中间体上呈对称式设置，每个所述锚固板均通过第四连接螺栓和调节螺母与中间体连接，每个锚固板上均开设有多个锚固孔，每个所述第一连接板上均开设有与锚固孔数量对应的通孔。 [0012] 优选的，所述锚固孔的轴向线与通孔的轴向线重合。 [0013] 优选的，其中一个所述锚固板上第一记忆合金贯穿相距较近的第一连接板上通孔后，与其相距较远的所述第一连接板连接，另一个所述锚固板上第二记忆合金贯穿相距较近的第一连接板上通孔后，与其相距较远的所述第一连接板连接；所采用的板弹簧具有线弹性特征，所采用的记忆合金具有旗帜型滞回特征，二者组合后具有高静刚度、低动刚度的动态性能；既可以保证在外部荷载作用于结构前，隔振系统的稳定性；也可以保证外部荷载作用于结构时，隔振系统的高效隔振隔冲效率。 [0014] 优选的，多组所述防振隔冲组件在安装顶板和安装底板之间沿四周边缘均匀设置，所述第二连接板通过第三连接螺栓将相邻两个中间体相连，所述上板弹簧通过第一连接螺栓与安装顶板相连，所述下板弹簧通过第二连接螺栓与安装底板相连。 [0015] 优选的，多个所述第二连接板将多个所述防振隔冲组件中的中间体连接为整体，使多个所述防振隔冲组件的中部得到联动支撑，所述安装顶板和安装底板将多个所述防振隔冲组件中的上板弹簧、下板弹簧连接为整体，使多个所述防振隔冲组件的上部、下部分别得到联动支撑；本发明采用机械组装的方式实现三维隔振，具有构造简单、加工方便以及易组装等特征；根据竖向隔震和水平隔震的具体要求，隔震系统的各元件可以进行统一化设计和批量化生产；隔震系统的各元件仅通过螺栓连接，降低了隔震装置的安装和维修难度，安全性高；通过记忆合金，可以实现隔震支座在震后的复位，提升了装置的适用性、可靠性和耐久性。 [0016] 优选的，每个所述锚固板上均安装有伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端设置有刻度线，所述伸缩杆的伸缩端抵触在中间体上；操作人员在调节所述调节螺母时，锚固板相对中间体的侧端边发生位移变化，当锚固板远离中间体时，伸缩杆上的伸缩端在弹簧作用力下依然抵触中间体，伸缩端上的刻度线相对于伸缩杆的伸缩筒端口发生变化，以供现场操作人员直观查看，从而便于操作人员对多个防振隔冲组件中的锚固板进行统一距离调节，避免因多个锚固板因距离调节存在较大误差，而导致本装置存在防振隔冲性能不佳的情况。 [0017] （三）有益效果 [0018] 本发明提供的一种三维防振隔冲装置存在以下有益效果： [0019] 1、本发明采用板弹簧与记忆合金组成的机械结构作为竖向与水平向防振隔冲装置；该系统整体属于被动控制装置，无外部能源输入，具有天然稳定特征，且施工技术简单，安全性高。 [0020] 2、本发明所采用的板弹簧具有线弹性特征，所采用的记忆合金具有旗帜型滞回特征，二者组合后具有高静刚度、低动刚度的动态性能。既可以保证在外部荷载作用于结构前，隔振系统的稳定性；也可以保证外部荷载作用于结构时，隔振系统的高效隔振隔冲效率。 [0021] 3、本发明采用的记忆合金具有自复位特征，该特征使工程结构在灾害发生后可以迅速恢复正常生产、生活功能，使工程结构更具韧性。 [0022] 4、本发明采用机械组装的方式实现三维隔振，具有构造简单、加工方便以及易组装等特征；根据竖向隔震和水平隔震的具体要求，隔震系统的各元件可以进行统一化设计和批量化生产；隔震系统的各元件仅通过螺栓连接，降低了隔震装置的安装和维修难度，安全性高；通过记忆合金，可以实现隔震支座在震后的复位，提升了装置的适用性、可靠性和耐久性。 [0023] 5、本发明通过调节螺母可以调节板弹簧在中间体上的弯曲状态，以应对不同程度的防振隔冲需求；操作人员在调节所述调节螺母时，锚固板相对中间体的侧端边发生位移变化，当锚固板远离中间体时，伸缩杆上的伸缩端在弹簧作用力下依然抵触中间体，伸缩端上的刻度线相对于伸缩杆的伸缩筒端口发生变化，以供现场操作人员直观查看，从而便于操作人员对多个防振隔冲组件中的锚固板进行统一距离调节，避免因多个锚固板因距离调节存在较大误差，而导致本装置存在防振隔冲性能不佳的情况，给操作人员的调节操作带来方便。 [0024] 6、本发明相对于传统的螺旋式压缩弹簧，在同等隔振频率变形要求下，螺旋压缩弹簧需要的荷载力方向的安装空间大，而本发明采用对称式两个板弹簧在达到同等荷载力的情况下，其荷载力方向的安装空间小，有利于应用于具有安装空间限制条件和高隔振、高隔冲率要求的特种结构上。附图说明 [0025] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 [0026] 图1为本发明一种三维防振隔冲装置的立体图； [0027] 图2为本发明一种三维防振隔冲装置的多组防振隔冲组件分布示意图； [0028] 图3为本发明一种三维防振隔冲装置的主视图； [0029] 图4为本发明图3中A‑A处剖视图； [0030] 图5为本发明一种三维防振隔冲装置的防振隔冲组件结构示意图； [0031] 图6为本发明一种三维防振隔冲装置的防振隔冲组件爆炸图； [0032] 图7为本发明图6中A处放大图； [0033] 图8为本发明一种三维防振隔冲装置的中间体与第一连接板结构示意图； [0034] 图中各个附图标记的对应的部件名称是：1、安装顶板；2、上板弹簧；3、第一连接螺栓；4、下板弹簧；5、第二连接螺栓；6、安装底板；7、第一记忆合金；701、第二记忆合金；8、中间体；9、第一连接板；901、配合孔；902、通孔；10、第二连接板；11、销轴；12、第三连接螺栓；13、第四连接螺栓；14、锚固板；1401、锚固孔；15、调节螺母；16、伸缩杆；1601、刻度线。 具体实施方式[0035] 下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。 [0036] 以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0037] 要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。 [0038] 还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。 [0039] 另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。 [0040] 以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。 [0041] 参阅图1至图8，本发明提供一种三维防振隔冲装置，包括安装顶板1和安装底板6，安装顶板1与安装底板6之间连接有多组防振隔冲组件，每相邻两组防振隔冲组件均连接有第二连接板10；每组防振隔冲组件均包括上板弹簧2、下板弹簧4、中间体8、多个记忆合金以及两个第一连接板9和两个锚固板14；上板弹簧2与下板弹簧4在中间体8上呈对称式设置；上板弹簧2与安装顶板1连接，下板弹簧4与安装底板6连接，上板弹簧2与下板弹簧4的两端分别与两个第一连接板9连接，两个第一连接板9与中间体8滑动连接，两个锚固板14分别设置在中间体8的两侧，多个记忆合金包括连接在其中一个锚固板14与距其较远的第一连接板9上的第一记忆合金7，以及连接在另一个锚固板14与另一个第一连接板9上的第二记忆合金701；发明采用板弹簧与记忆合金组成的机械结构作为竖向与水平向防振隔冲装置；该系统整体属于被动控制装置，无外部能源输入，具有天然稳定特征，且施工技术简单，安全性高。 [0042] 参阅图2至图6，两个锚固板14通过调节螺母15与中间体8活动连接，通过调节调节螺母15，使两个锚固板14通过沿中间体8的轴向方向带动第一记忆合金7和第二记忆合金701位移，使上板弹簧2和下板弹簧4的弯曲度改变，安装顶板1相较于水平线的位置高度发生改变，使三维防振隔冲装置的防振隔冲性能得以调节；本发明通过记忆合金对板弹簧横向约束使本隔振系统具有较高的静态刚度，在其受到冲击作用下，记忆合金发生屈服，隔振系统保持较低的动刚度。此外，当冲击荷载结束后，记忆合金的超弹性性能可以使隔振系统恢复初始状态，使隔振系统的功能得到快速恢复。 [0043] 参阅图2至图8，两个第一连接板9在中间体8上呈对称式设置，每个第一连接板9均呈T型结构，第一连接板9的中部开设有与中间体8滑动连接的配合孔901，第一连接板9在配合孔901两侧分别连接有销轴11，上板弹簧2和下板弹簧4的一端通过销轴11与第一连接板9铰接，两个锚固板14在中间体8上呈对称式设置，每个锚固板14均通过第四连接螺栓13和调节螺母15与中间体8连接，每个锚固板14上均开设有多个锚固孔1401，每个第一连接板9上均开设有与锚固孔1401数量对应的通孔902。 [0044] 参阅图2至图8，锚固孔1401的轴向线与通孔902的轴向线重合，其中一个锚固板14上第一记忆合金7贯穿相距较近的第一连接板9上通孔902后，与其相距较远的第一连接板9连接，另一个锚固板14上第二记忆合金701贯穿相距较近的第一连接板9上通孔902后，与其相距较远的第一连接板9连接；所采用的板弹簧具有线弹性特征，所采用的记忆合金具有旗帜型滞回特征，二者组合后具有高静刚度、低动刚度的动态性能；既可以保证在外部荷载作用于结构前，隔振系统的稳定性；也可以保证外部荷载作用于结构时，隔振系统的高效隔振隔冲效率。 [0045] 参阅图1至图5，多组防振隔冲组件在安装顶板1和安装底板6之间沿四周边缘均匀设置，第二连接板10通过第三连接螺栓12将相邻两个中间体8相连，上板弹簧2通过第一连接螺栓3与安装顶板1相连，下板弹簧4通过第二连接螺栓5与安装底板6相连，多个第二连接板10将多个防振隔冲组件中的中间体8连接为整体，使多个防振隔冲组件的中部得到联动支撑，安装顶板1和安装底板6将多个防振隔冲组件中的上板弹簧2、下板弹簧4连接为整体，使多个防振隔冲组件的上部、下部分别得到联动支撑；本发明采用机械组装的方式实现三维隔振，具有构造简单、加工方便以及易组装等特征；根据竖向隔震和水平隔震的具体要求，隔震系统的各元件可以进行统一化设计和批量化生产；隔震系统的各元件仅通过螺栓连接，降低了隔震装置的安装和维修难度，安全性高；通过记忆合金，可以实现隔震支座在震后的复位，提升了装置的适用性、可靠性和耐久性。 [0046] 参阅图6至图7，每个锚固板14上均安装有伸缩杆16，伸缩杆16的伸缩端设置有刻度线1601，伸缩杆16的伸缩端抵触在中间体8上；操作人员在调节调节螺母15时，锚固板14相对中间体8的侧端边发生位移变化，当锚固板14远离中间体8时，伸缩杆16上的伸缩端在弹簧作用力下依然抵触中间体8，伸缩端上的刻度线1601相对于伸缩杆16的伸缩筒端口发生变化，以供现场操作人员直观查看，从而便于操作人员对多个防振隔冲组件中的锚固板14进行统一距离调节，避免因多个锚固板14因距离调节存在较大误差，而导致本装置存在防振隔冲性能不佳的情况。 [0047] 本发明提供一种三维防振隔冲装置：本发明通过记忆合金对板弹簧横向约束使隔振系统具有较高的静态刚度，冲击作用下，记忆合金发生屈服，隔振系统保持较低的动刚度。此外，当冲击荷载结束后，记忆合金的超弹性性能可以使隔振系统恢复初始状态，使隔振系统的功能得到快速恢复。 [0048] 本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。 [0049] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。 |
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