本發(fā)明涉及一種隔震支座，特別涉及一種可控智能化磁流變壓電隔振支座。

背景技術(shù)：

對(duì)于像我國(guó)這種是地震較多發(fā)國(guó)家之一，為了使建筑物和各類(lèi)設(shè)施抵御地震的破壞，防止地震時(shí)的人員傷亡，減少地震所造成的經(jīng)濟(jì)損失，就必須采用合理的抗震設(shè)計(jì)方法和措施。但是抗震設(shè)計(jì)從一開(kāi)始到現(xiàn)在，一路發(fā)展從一開(kāi)始的“硬抗”“增大建筑物的剛度、穩(wěn)定性”粗獷的設(shè)計(jì)思路到90年代開(kāi)始加入隔振支座、阻尼器等一系列抗震結(jié)構(gòu)控制方法來(lái)進(jìn)行“減震”、“耗能”、“隔振”的設(shè)計(jì)思路，開(kāi)始了半主動(dòng)控制的研發(fā)與應(yīng)用道路。到現(xiàn)在開(kāi)始了主動(dòng)混合控制的設(shè)計(jì)理念，將結(jié)構(gòu)控制儀器與電子、控制等專(zhuān)業(yè)相互聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行交叉作業(yè)，實(shí)現(xiàn)人為的主動(dòng)控制以補(bǔ)足設(shè)計(jì)、施工缺陷，保證地震自然作用下建筑物的穩(wěn)定性。

隨著技術(shù)與材料的不斷發(fā)展，一系列新型主動(dòng)控制系列的隔振支座不斷發(fā)展，比如橡膠空氣彈簧、智能電磁控制隔振支座之類(lèi)，其主要特點(diǎn)就是不再是讓隔振支座成為一個(gè)獨(dú)立的耗能原件，通過(guò)加入如壓電、磁流變可控制材料并加上電子、控制技術(shù)來(lái)使得可以實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制隔振支座的運(yùn)動(dòng)，來(lái)減少地震向上的運(yùn)動(dòng)能量。

但是對(duì)于傳統(tǒng)的隔振支座如橡膠支座、滑移支座等而言，這類(lèi)都只是利用不同的材料的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)地震波的阻斷以減少對(duì)上部結(jié)構(gòu)的破壞，仍然停留在傳統(tǒng)的減震耗能設(shè)計(jì)思路上，存在著難以控制、一旦破壞后就得重新更換，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控并且控制其摩擦位移的缺陷，更無(wú)法達(dá)到“監(jiān)控+控制+復(fù)位”的全過(guò)程效果，因此還未達(dá)到半主動(dòng)或主動(dòng)化外在耗能控制效果，存在著改進(jìn)的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種可控智能化磁流變壓電隔振支座，利用磁流變可控制材料并加上壓電材料與控制元件，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制隔振支座的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“監(jiān)控+控制+復(fù)位”的全過(guò)程效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種可控智能化磁流變壓電隔振支座，包括凹字形的下鋼板2和上蓋板1，下鋼板2內(nèi)部開(kāi)有四個(gè)凹槽，并在其內(nèi)布置了磁流變液5，凹槽放置有高磁性滑動(dòng)圓柱3，高磁性滑動(dòng)圓柱3外邊由勵(lì)磁線(xiàn)圈8環(huán)繞而成，同時(shí)相鄰兩個(gè)高磁性滑動(dòng)圓柱3中間設(shè)置了液壓伸縮桿7，通過(guò)外部電流給高磁性滑動(dòng)圓柱3的勵(lì)磁線(xiàn)圈8通電來(lái)控制磁流變液5的磁場(chǎng)大小來(lái)控制其阻尼的大小，以限制高磁性滑動(dòng)圓柱3的滑動(dòng)；高磁性滑動(dòng)圓柱3頂部和小摩擦板9連接，小摩擦板9和大摩擦板10連接，大摩擦板10和小摩擦板9之間留有一層摩擦滑移墊層12，在大摩擦板10上留出限位滑道18通過(guò)高強(qiáng)螺栓11以限制大摩擦板發(fā)生較大位移；裝有磁流變膠6的橡膠體上部與大摩擦板10連接，下部直接與下鋼板2中心連接固定；大摩擦板10的上部通過(guò)四個(gè)橡膠疊層15和上蓋板1相接。

所述的大摩擦板10和上蓋板1之間通過(guò)上下傳力墊板16和裝有壓電堆17的支撐剛體穩(wěn)定受力，上下傳力墊板16與上蓋板1、大摩擦板10固定連接。

所述的上蓋板1的兩側(cè)壁內(nèi)部貼有橡膠墊層13，橡膠墊層13內(nèi)部設(shè)有壓力傳感器模塊，壓力傳感器模塊和大摩擦板10兩側(cè)設(shè)有的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊14配合。

所述的勵(lì)磁線(xiàn)圈8外邊包裹一層勵(lì)磁線(xiàn)圈保護(hù)膜4。

所述的摩擦滑移墊層12涂有瀝青-砂石或者二硫化鉬材料。

本發(fā)明的有益效果為：

將橡膠支座、滑移支座與智能材料相互結(jié)合以實(shí)現(xiàn)可控化，一旦大摩擦板10發(fā)生極限變形觸碰至橡膠墊塊13后會(huì)觸發(fā)壓力傳感器傳給大摩擦板10內(nèi)的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊14并實(shí)時(shí)的發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)中，就開(kāi)始實(shí)時(shí)智能減震控制。

其次磁流變液5粘度可在短時(shí)間(毫秒級(jí))內(nèi)迅速增加并呈現(xiàn)類(lèi)固體的物理特性，阻尼不斷隨著磁場(chǎng)增大到最大值；并且其還具有可復(fù)位性，即在磁場(chǎng)撤銷(xiāo)或者減小后又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)；而磁流變膠6是處于磁流變液5與磁流變彈性體之間的物質(zhì)，它不僅保留了原有的磁流變液的物理屬性，而且還更加沉降穩(wěn)定，具有更大的剪切儲(chǔ)存模量，可以發(fā)生更大的剪切位移變形。

壓電堆17則是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，它具有最突出的壓電效應(yīng)，即正壓電性和逆壓電性。正壓電效應(yīng)是指壓電陶瓷材料在外力作用下在其表面產(chǎn)生電流以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，而逆壓電性則相反，具有可控制性且靈敏度高等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖2是本發(fā)明的a-a剖面圖。

圖3是本發(fā)明的大摩擦板預(yù)留滑道示意圖。

圖4是本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)敘述。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3和圖4，一種可控智能化磁流變壓電隔振支座，包括凹字形的下鋼板2和上蓋板1，下鋼板2內(nèi)部開(kāi)有四個(gè)凹槽，并在其內(nèi)布置了磁流變液5，凹槽放置有高磁性滑動(dòng)圓柱3，使得高磁性滑動(dòng)圓柱3可以在凹槽內(nèi)部滑動(dòng)，高磁性滑動(dòng)圓柱3外邊由勵(lì)磁線(xiàn)圈8環(huán)繞而成，并用在外邊包裹一層勵(lì)磁線(xiàn)圈保護(hù)膜4來(lái)保護(hù)勵(lì)磁線(xiàn)圈8受腐、受潮及損壞；同時(shí)相鄰兩個(gè)高磁性滑動(dòng)圓柱3中間設(shè)置了液壓伸縮桿7，通過(guò)外部電流給高磁性滑動(dòng)圓柱3的勵(lì)磁線(xiàn)圈8通電來(lái)控制磁流變液5的磁場(chǎng)大小來(lái)控制其阻尼的大小，以限制高磁性滑動(dòng)圓柱3的滑動(dòng)；高磁性滑動(dòng)圓柱3頂部通過(guò)高強(qiáng)螺栓11和小摩擦板9連接，小摩擦板9通過(guò)高強(qiáng)螺栓11和大摩擦板10連接，大摩擦板10和小摩擦板9之間留有一層摩擦滑移墊層12，摩擦滑移墊層12涂有成本較小的瀝青-砂石或者穩(wěn)定性較好的二硫化鉬等材料；每一塊小摩擦板9與上部接觸的大摩擦板10也用高強(qiáng)螺栓11由下向上固定；在大摩擦板10上留出限位滑道18通過(guò)高強(qiáng)螺栓11的滑動(dòng)以限制大摩擦板10發(fā)生較大位移；同時(shí)裝有磁流變膠6的橡膠體上部與大摩擦板10連接，下部直接與下鋼板2中心連接固定；大摩擦板10的上部通過(guò)四個(gè)橡膠疊層15和上蓋板1相接，上蓋板1的兩側(cè)壁內(nèi)部貼有橡膠墊層13，橡膠墊層13內(nèi)部設(shè)有壓力傳感器模塊，壓力傳感器模塊和大摩擦板10兩側(cè)設(shè)有的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊14配合，大摩擦板10和上蓋板1之間通過(guò)上下傳力墊板16和裝有壓電堆17的支撐剛體穩(wěn)定受力，上下傳力墊板16與上蓋板1、大摩擦板10通過(guò)高強(qiáng)度螺栓11固定連接。

本發(fā)明的工作原理為：

本隔震支座通過(guò)結(jié)構(gòu)自身構(gòu)造耗能和材料控制智能減震。

結(jié)構(gòu)自身構(gòu)造耗能：地震作用首先傳遞給最下端的下鋼板2，下鋼板2會(huì)拉動(dòng)高磁性滑動(dòng)圓柱3在凹槽內(nèi)水平運(yùn)動(dòng)，但是由于高磁性滑動(dòng)圓柱3兩兩之間的液壓伸縮桿7限制了其各自之間發(fā)生較大的位移，由高磁性滑動(dòng)圓柱3間接帶動(dòng)小摩擦板9運(yùn)動(dòng)，但大摩擦板10由于摩擦滑移層12、限位滑道18的設(shè)置，使得大摩擦板10只能進(jìn)一步的在滑道內(nèi)摩擦移動(dòng)，進(jìn)一步減少了地震作用；最后由大摩擦板10帶動(dòng)與之相互固定連接的四個(gè)橡膠疊層15的水平運(yùn)用，加上橡膠的的橫向變形的限制，最終一步步減少傳遞到上蓋板1的地震作用，利用多道防線(xiàn)進(jìn)行耗能減震。

材料控制智能減震：首先，在橡膠墊層13里內(nèi)置了壓力傳感器模塊，一旦大摩擦板10發(fā)生極限變形觸碰至橡膠墊塊13，會(huì)觸發(fā)壓力傳感器傳給大摩擦板10內(nèi)的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊14并實(shí)時(shí)的發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)中，就可以開(kāi)始進(jìn)行智能減震控制：給勵(lì)磁線(xiàn)圈8通電，使得四個(gè)高磁性滑動(dòng)圓柱3周?chē)纬梢蝗Ψ忾]的磁場(chǎng)，通過(guò)調(diào)節(jié)電流的大小改變磁場(chǎng)的大小，使得下鋼板2凹槽內(nèi)的磁流變液5分子開(kāi)始發(fā)生化學(xué)變化，其阻尼開(kāi)始變大，粘度增大來(lái)加大高磁性滑動(dòng)圓柱3在凹槽內(nèi)的摩擦系數(shù)以加大耗能，同時(shí)處在磁場(chǎng)中的磁流變膠6開(kāi)始儲(chǔ)存剪切儲(chǔ)存模量，加大對(duì)達(dá)磨擦板10的水平方向位移限制；另一方面，給上部的壓電堆17進(jìn)行通電，壓電堆17開(kāi)始向上下膨脹發(fā)生位移，形成一個(gè)上下“頂起來(lái)”的壓力，使得上下傳力墊板16和上蓋板1、大摩擦板10之間的接觸增大，進(jìn)一步增加小摩擦鋼板9和與大摩擦板10之間的摩擦力，使得大摩擦板10、上蓋板1、上下傳力墊板16各自接觸的摩擦增大、阻尼增大，進(jìn)一步限位與保護(hù)。