《一种自传感自适应的桥墩支座系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种自传感自适应的桥墩支座系统.pdf（7页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510005482.4 (22)申请日 2015.01.07 E01D 19/04(2006.01) (71)申请人 中国科学院合肥物质科学研究院 地址 230000 安徽省合肥市蜀山湖路 350 号 申请人 常州先进制造技术研究所 (72)发明人 王晓杰 李蓉 黄俊 (54) 发明名称 一种自传感自适应的桥墩支座系统 (57) 摘要 本发明公开了一种自传感自适应的桥墩支座 系统，包括自适应振动控制部分和自传感监测部 分，所述自适应振动控制部分包括上钢盘、下钢 盘、磁流变弹性体、钢片、绕线架、填充橡胶、励磁 线圈 ；所述的磁流变弹性。
2、体与所述钢片交错叠层 放置 ；所述下钢盘中设有励磁线圈 ；所述励磁线 圈设置在绕线架上 ；所述上钢盘与所述下钢盘之 间为填充橡胶 ；所述的磁流变弹性体是由磁性颗 粒以链状或柱状嵌入聚合物基体中形成的横向各 向异性的复合材料 ；所述的自传感监测部分包括 电信号测量装置和无线发射装置。本发明的桥墩 支座将结构监测和自适应振动控制两大性能集成 到一个装置中，可实时控制桥梁的动态特性，从而 降低各种载荷的不良影响。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104499427 A (43)申请公布。
3、日 2015.04.08 CN 104499427 A 1/1 页 2 1.一种自传感自适应的桥墩支座系统，包括自适应振动控制部分和自传感监测部分， 其特征在于 ：所述自适应振动控制部分包括上钢盘、下钢盘、磁流变弹性体、钢片、绕线架、 填充橡胶、励磁线圈 ；所述的磁流变弹性体与所述钢片交错叠层放置 ；所述下钢盘中设有 励磁线圈 ；所述励磁线圈设置在绕线架上 ；所述上钢盘与所述下钢盘之间为填充橡胶 ；所 述的磁流变弹性体是由磁性颗粒以链状或柱状嵌入聚合物基体中形成的横向各向异性的 复合材料 ；所述的自传感监测部分包括电信号测量装置和无线发射装置。 2.根据权利要求 1 所述的自传感自适应的桥墩支。
4、座系统，其特征在于 ：所述的励磁线 圈由漆包线绕制而成。 权 利 要 求 书CN 104499427 A 1/3 页 3 一种自传感自适应的桥墩支座系统 0001 技术领域 0002 本发明属于建筑结构减震技术领域，特别涉及一种自传感自适应的桥墩支座系 统。 背景技术 0003 目前基础隔震技术已经发展成熟，其减震效果明显。传统的隔震支座由橡胶构成， 这些被动系统的性能可以通过适当的刚度和阻尼公式计算得出，以满足特定的应用要求， 然而它们不可能在实际操作中独立调整参数以达到最优效果。而基于磁流变弹性体的自传 感自适应的桥墩支座就可以克服这些限制。 0004 桥梁支座作为连接桥梁上部结构和下部结。
5、构的重要结构部件，是可以将结构与基 础隔离开来的隔震层，它能将桥梁上部结构的反力和变形可靠的传递给桥梁下部结构，桥 墩支座的隔震性能将直接影响桥梁的寿命，基于磁流变弹性体的自传感自适应桥墩支座系 统能够实时控制桥梁的动态特性，从而减少桥梁的损伤提升桥梁的使用寿命。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是 ：提供一种可实时控制桥梁的动态特性、降低各种 载荷不良影响的自传感自适应的桥墩支座系统。 0006 本发明解决的技术问题采用的技术方案是 ：一种自传感自适应的桥墩支座系统， 包括自适应振动控制部分和自传感监测部分，所述自适应振动控制部分包括上钢盘、下钢 盘、磁流变弹性体、钢片、绕线架、。
6、填充橡胶、励磁线圈 ；所述的磁流变弹性体与所述钢片交 错叠层放置，用以约束橡胶环向变形，提高横向刚度 ；所述下钢盘中设有励磁线圈，所述励 磁线圈设置在绕线架上，所述上钢盘与所述下钢盘之间为填充橡胶 ；所述的磁流变弹性体 是由磁性颗粒以链状或柱状嵌入聚合物基体中形成的横向各向异性的复合材料 ；所述的自 传感监测部分包括电信号测量装置和无线发射装置。 0007 所述的励磁线圈由漆包线绕制而成，该励磁线圈能够通电产生外部磁场，使磁流 变弹性体处于激活状态。 0008 与现有技术相比，由于采用上述技术方案，通过对磁流变弹性体进行磁场控制而 达到可调控刚度的目的 ；本发明中，传统橡胶支座的被动橡胶由橡胶。
7、和磁流变弹性体复合 层代替，在提供可变刚度的同时，保持了传统隔振器的失效安全特性。本发明的内置线圈通 电产生磁场，磁场改变了磁流变弹性体的刚度，从而改变整个装置的刚度。当未施加磁场 时，基于磁流变弹性体的自传感自适应的桥墩支座与传统的橡胶支座相似 ；当施加磁场后 磁流变弹性处于激活状态，该系统可在剪切模式下工作，且其垂直刚度同样可调控。 0009 本发明的磁流变弹性体的自传感性能是由嵌入聚合物基体中的导电铁颗粒产生 的。磁流变弹性体与钢片叠层放置，这种结构将磁流变弹性体夹在两个金属电极之间，电极 说 明 书CN 104499427 A 2/3 页 4 承受机械变形。这种疏松的材料在施加外部磁场。
8、和机械载荷的时候表现出磁致弹性和压阻 效应，当施加磁场时，互阻抗测量装置可以在线探测到电压变化。 0010 本发明的桥墩支座将结构监测和自适应振动控制两大性能集成到一个装置中，可 实时控制桥梁的动态特性，从而降低各种载荷的不良影响。 附图说明 0011 下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会 更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义 上的限制，在附图中 ： 图 1 为本发明整体结构示意图 ； 图 2 为本发明剖面结构示意图 ； 图 3 为本发明自传感原理图 ； 图中 ： 1、上钢盘 2、磁流变弹性体 3、钢片 4、填充橡胶 。
9、5、绕线架 6、励磁线圈 7、下钢盘。 具体实施方式 0012 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在本发明技术方案为前提 下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述 的实施例。 0013 如图 1 至 3 所示，本实施例包括 ：上钢盘 1、磁流变弹性体 2、钢片 3、填充橡胶 4、绕 线架 5、励磁线圈 6、下钢盘 7 ；所述的磁流变弹性体 2 与所述钢片 3 交错叠层放置 ；所述下 钢盘 7 中设有励磁线圈 6 ；所述励磁线圈 6 设置在绕线架 5 上 ；所述上钢盘 1 与所述下钢盘 7 之间为填充橡胶 4。 0014 本发明的自适应结构控制。
10、的工作原理为 ：当励磁线圈 6 无电流时，磁流变弹性体 2 与传统橡胶类似。当励磁线圈 6 通入电流后，磁流变弹性体 2 夹在钢片 3 之间承受机械变 形，磁流变弹性体2内部磁性颗粒间作用力在外加磁场作用下加强，磁流变弹性体2的的弹 性模量等力学性能显著提高。通过调节励磁线圈 6 的电流大小，实现对磁场强弱控制，而磁 场强弱的变化将影响磁流变弹性体刚度发生变化，达到了调节支座刚度，实现不同频率下 的自适应控制。 0015 本发明的自传感监测的工作原理为 ：磁流变弹性体的传感性能是由嵌入非导电基 体中的导电颗粒产生的，其中存在一个临界体积分数（称作渗滤阈值），在该临界分数附近 磁流变弹性体的导电。
11、率能够迅速上升几个量级，渗滤阈值对导电颗粒的体积分数和结构非 常敏感，因此磁流变弹性体作为导电复合材料由于其渗滤特性，在很小的体积分数变化下 都会引起很大的电阻率变化，而电阻率的变化将通过无线发射装置传输至远程终端，达到 自传感监测的目的。 0016 以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例， 不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应 说 明 书CN 104499427 A 3/3 页 5 仍归属于本专利涵盖范围之内。 说 明 书CN 104499427 A 1/2 页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104499427 A 2/2 页 7 图3 说 明 书 附 图CN 104499427 A 。