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一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器

阅读：604发布：2021-03-03

IPRDB可以提供一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，包括安装在梁和柱之间的两个相互插接的扇形摩擦片，两个扇形摩擦片包括两个齿摩擦片或两个压力摩擦片，两种不同结构形式的扇形摩擦片一端通过滑道与梁和柱进行连接，另一端自由端经相互插接后，通过带有弹簧的加劲螺栓固定连接。本发明通过两种不同的实施方案，都采用摩擦的形式进行耗能，并且都采用了安装滑道的方式改变构件的转动形心。本发明通过改变两种金属间的压力来调节摩擦力的大小，解决了摩擦耗能构件由于材料原因而产生的局限性。本发明使用的两种金属有较大的接触面，并且可以通过调节摩擦片上的螺母挤压弹簧来增加两种材料之间的摩擦力。，下面是一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于齿摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，包括安装在梁和柱之间的两个相互插接的扇形摩擦片，两个扇形摩擦片包括二齿摩擦片(4)及三齿摩擦片(5)，二齿摩擦片(4)一端通过齿摩擦片纵滑道(3-1)与柱(1)进行连接，三齿摩擦片(5)一端通过齿摩擦片水平滑道(3-2)与梁(2)进行连接，二齿摩擦片(4)及三齿摩擦片(5)的另一端相互之间通过齿与齿之间交错插接，相互插接后的扇形摩擦片通过带有弹簧的加劲螺栓固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于齿摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述齿摩擦片纵滑道(3-1)及齿摩擦片水平滑道(3-2)分别距离梁(2)、柱(1)节点的距离相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于齿摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述三齿摩擦片(5)为扇形结构，扇形的顶端设有与齿摩擦片水平滑道(3-2)相连的T形榫头，扇形的扇面为三块平行设置的板面，扇弧形面上设有安装孔。

4.根据权利要求1所述的一种基于齿摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述二齿摩擦片(4)为扇形结构，扇形的侧端设有与齿摩擦片纵滑道(3-1)相连的T形榫头，扇形的扇面为两块平行设置的板面；二齿摩擦片(4)的T形榫头处预留有螺栓卯口。

5.根据权利要求1所述的一种基于齿摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述齿摩擦片水平滑道(3-2)和齿摩擦片纵滑道(3-1)上设有凹槽，凹槽为倒T形结构，凹槽的形状结构与二齿摩擦片(4)及三齿摩擦片(5)的T形榫头相配合。

6.一种基于压力摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，包括安装在梁和柱之间的两个相互插接的扇形摩擦片，两个扇形摩擦片包括两块施压摩擦片和一块夹持在两块施压摩擦片中的受压摩擦片(12)；两块施压摩擦片一端通过双向T形嵌套板(14)连接施压摩擦片滑道(15)与梁(2)进行连接，受压摩擦片(12)一端通过受压摩擦片滑道(13)与柱(1)进行连接，相互插接后的扇形摩擦片通过带有弹簧的加劲螺栓固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于压力摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述施压摩擦片滑道(15)及受压摩擦片滑道(13)分别距离梁(2)、柱(1)节点的距离相同。

8.根据权利要求6所述的一种基于压力摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述受压摩擦片(12)包括与受压摩擦片滑道(13)相连的T形榫头，和连接在T形榫头上的扇形板。

9.根据权利要求6所述的一种基于压力摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述施压摩擦片(11)包括扇形板，施压摩擦片的扇形板的面积大于受压摩擦片(12)的面积；在扇形板顶端设有与双向T形嵌套板(14)相连的两个独立的T行榫头，在施压摩擦片的边缘上带有用于安装加劲螺栓的安装孔。

10.根据权利要求6所述的一种基于压力摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，其特征在于，所述双向T形嵌套板(14)的一面为两个并列分布的倒T形凹槽，另一面凸起的T形榫头，且倒T形凹槽的长度与凸起的T形榫头的长度方向呈垂直交叉分布。

说明书全文

一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，属于古建筑木结构及现代木结构加固修缮领域。适用于传统木结构古建筑及现代木结构梁柱节点的建造加固及修缮需求。

背景技术

[0002] 我国古建筑结构历史悠久，从古代皇宫建筑，庙宇殿堂，到居民住宅，大量采用古建筑木结构形式；同时分布地域广泛，几乎遍及全国，很多木结构建筑经过了数百年甚至上千年的历史，是中华文明的重要组成部分，包含丰富的历史文化内涵。我国有很多历经了几百年甚至上千年的古建筑，这些古建筑由于建造年代比较久远，同时由于木材本身特点，很多结构亟待维修及加固。古代木结构多数为榫卯节点木框架结构，木材长时间使用易导致干裂、腐朽、虫蛀、老化等累计损伤，也需要进行维护和修复。而在现代新型的木结构建筑的建造过程中，总结了过去古建筑木结构的经验，在建造过程中采用的许多新型的建造技术及结构。但是所有的木结构建筑都无法避开木材本身性能的缺点，所以木结构的加固及修缮方式不管对古建筑木结构或者是现代木结构都是亟待解决的主要问题。

[0003] 对于古代木结构建筑，为了保护历史木结构建筑蕴含的历史、文物、艺术和科学价值，木结构建筑的维修加固不可能大量的替换新材、对于榫卯节点木框架而言，其薄弱位置为榫卯节点处，一般通过加固节点就能有效提高木框架的承载能力和抗震能力。

[0004] 对于现代木结构建筑，在建造过程中汲取古代木结构的损坏特征，在梁柱榫卯连接处应尽量采用与古建筑不同的连接方式，或在古代榫卯连接方式的基础上增加减震耗能构件，使结构在使用过程中能更好的抵抗外力。

[0005] 古建筑木结构梁柱节点主要采用榫卯连接方式，主要分为燕尾榫及直榫连接方式，为典型的半刚性连接。其承载能力及抗弯刚度较低，且在使用过程中由于自然环境及地震作用下容易因挤压变形产生无法自动回复的残余变形，从而使榫卯节点产生松动，进而造成整体结构的倾斜歪闪，严重威胁着结构的使用寿命及使用安全，因此榫卯节点是古建筑木结构修缮加固的重点部位。

[0006] 古建筑木结构主要通过铺作层及梁柱榫卯节点间的挤压变形进行能量的消耗。由于木材有变形后难以恢复的缺点，所以古建筑木结构的抗震性能会随着时间及地震次数的增加而降低。同时结构的刚度也会随之降低，严重影响建筑的使用寿命。

[0007] 摩擦耗能是现代建筑中常用的减震耗能方式，摩擦耗能构件具有安装方便，容易替换，可调节刚度等特点，在使用过程中能够通过摩擦的形式将能量进行消散。而且可以经受多次地震，对结构本身没有损坏。在古建筑的加固及修缮过程中有很高的适用价值。

[0008] 榫卯节点加固常采用的材料主要有角钢、钢板、钢筋、铁扒钉等传统材料。角钢、钢板、钢筋、铁扒钉等传统材料加固榫卯节点虽然可以提高节点的承载力，但却仅仅增加了结构的刚度，在耗能方面难以发挥作用。再者，由于角钢、钢板、钢筋、铁扒钉等材料属于弹塑性材料，结构在经历大的地震作用后，这些材料本身会产生较大的残余变形，无法恢复到初始状态。

[0009] 近些年出现了一些新型的节点耗能器，例如软钢加固耗能装置、扇形摩擦耗能器以及小直径摩擦垫片阻尼器。这些装置在使用中也有相应的缺陷，例如，软钢类耗能构件为消耗性装置，存在使用寿命短，经历较大变形后构件本身即发生破坏的缺点；现有的扇形摩擦耗能器，一方面由于连接方式存在缺陷，不能随着节点的转动而产生相对位移继而不能提供摩擦耗能能力；另一方面，无法对摩擦力的大小进行人为控制。对于传统摩擦型耗能器，其所能提供的摩擦力较小，同时也存在无法人为调节摩擦力大小的缺陷。

[0010] 因此，针对以上缺陷，本发明采用一种可以产生随梁及柱轴线方向移动的滑道结构，使构件与原结构形成一种可滑动的机构，该耗能构件在使用过程中可以跟随梁柱的相对转动而改变构件本身的转动形心产生相对摩擦滑动，从而达到摩擦耗能的效果。其次，通过带有加劲弹簧的螺栓，利用扭矩扳手可以精确地控制摩擦耗能器中摩擦力的大小，从而可以针对不同节点形式，进行合理的设计及布置。

发明内容

[0011] 本发明的目的是针对古建筑木结构维修加固中往往会影响维护期结构使用，甚至破坏木结构建筑风格的技术缺陷，提供一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形梁柱节点摩擦耗能构件，解决现有榫卯节点加固方式中存在的耐久性差、易损坏、耗能效果不明显等问题。通过在梁柱节点安装扇形构件的形式，增加木框架的刚度，并为结构提供一种通过摩擦进行耗能的构件。满足结构的刚度及耗能需求，为后续的使用提供保障。该摩擦耗能构件采用不同金属相互镶嵌的形式，通过弹簧调节两种金属之间的摩擦力大小。即改善了梁柱节点因挤压变形而产生的刚度缺失，又可以通过两种金属之间的摩擦进行能量消耗。

[0012] 本发明是通过下述技术方案来实现的。

[0013] 根据本发明实施例提供的一种基于齿摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，包括安装在梁和柱之间的两个相互插接的扇形摩擦片，两个扇形摩擦片包括二齿摩擦片及三齿摩擦片，二齿摩擦片一端通过齿摩擦片纵滑道与柱进行连接，三齿摩擦片一端通过齿摩擦片水平滑道与梁进行连接，二齿摩擦片及三齿摩擦片的另一端相互之间通过齿与齿之间交错插接，相互插接后的扇形摩擦片通过带有弹簧的加劲螺栓固定连接。

[0014] 进一步，齿摩擦片纵滑道及齿摩擦片水平滑道分别距离梁、柱节点的距离相同。

[0015] 进一步，所述三齿摩擦片为扇形结构，扇形的顶端设有与齿摩擦片水平滑道相连的T行榫头，扇形的扇面为三块平行设置的板面，扇弧形面上设有安装孔。

[0016] 进一步，所述二齿摩擦片为扇形结构，扇形的侧端设有与齿摩擦片纵滑道相连的T行榫头，扇形的扇面为两块平行设置的板面；二齿摩擦片的T行榫头处预留有螺栓卯口。

[0017] 进一步，所述齿摩擦片水平滑道和齿摩擦片纵滑道上设有凹槽，凹槽为倒T形结构，凹槽的形状结构与二齿摩擦片及三齿摩擦片的T行榫头相配合。

[0018] 本发明实施例还给出了一种基于压力摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器，包括安装在梁和柱之间的两个相互插接的扇形摩擦片，两个扇形摩擦片包括两块施压摩擦片和一块夹持在两块施压摩擦片中的受压摩擦片；两块施压摩擦片一端通过双向T形嵌套板连接施压摩擦片滑道与梁进行连接，受压摩擦片一端通过受压摩擦片滑道与柱进行连接，相互插接后的扇形摩擦片通过带有弹簧的加劲螺栓固定连接。

[0019] 进一步，所述施压摩擦片滑道及受压摩擦片滑道分别距离梁、柱节点的距离相同。

[0020] 进一步，所述受压摩擦片包括与施压摩擦片滑道相连的T形榫头，和连接在T形榫头上的扇形板。

[0021] 进一步，所述施压摩擦片包括扇形板，施压摩擦片的扇形板的面积大于受压摩擦片的面积；在扇形板顶端设有与受压摩擦片滑道相连的两个独立的T行榫头，大于施压摩擦片的扇形板的面积扇面上带有用于安装加劲螺栓的安装孔。

[0022] 进一步，所述双向T形嵌套板的一面为两个并列分布的倒T形凹槽，另一面凸起的T形榫头，且倒T形凹槽的长度与凸起的T形榫头的长度方向呈交叉分布。

[0023] 相对于现有技术，本发明的特点在于：

[0024] 发明一种可以通过转动摩擦的形式将结构所受到的外力进行消散并为结构提供一定刚度的装置。当结构不发生震动或发生小震的时候提供转动刚度，在结构发生大震时为结构提供摩擦耗能。

[0025] 发明一种通过调节加劲螺栓弹簧的压缩程度来控制摩擦力，或通过压电材料测量螺栓松紧程度来调节摩擦力的有效方式。可以针对不同地区不同抗震烈度对摩擦力的大小进行相应的调节。使本发明拥有更好地适应性。并且在使用过程中随时对结构进行调试。

[0026] 发明一种可以通过安装在梁柱上的滑道来改变构件转动形心，从而使摩擦耗能构件与梁柱形成可变体系，在不损坏古建筑原有结构及摩擦耗能构件的基础上对结构进行耗能。

[0027] 传统的摩擦耗能构件利用不同材料之间的摩擦系数来控制摩擦力的大小，这一方式对材料本身的摩擦性能有较高的要求。本发明通过改变两种金属间的压力来调节摩擦力的大小，解决了摩擦耗能构件由于材料本身的原因而产生的局限性。

[0028] 传统的扇形耗能构件在梁柱发生相对转动时，梁柱的转动形心与扇形耗能构件在转动形心并不在同一位置，所以耗能构件与梁柱节点形成超静定结构，在梁柱转动的过程中摩擦耗能构件难以发挥实际作用，而且会对结构及耗能构件本身造成损坏。本发明通过在梁柱上安装滑道的方式使扇形耗能器的转动形心可以跟随梁柱的转动而发生变化。

[0029] 本发明在承受较强地震后不易损坏，经过简单的调试后即可继续工作。本发明可以改善节点的刚度缺失，提供稳定的耗能性能，安装方便。

[0030] 本发明可以对不同节点的工程现状实现耗能器中摩擦力的人为调节，进而可以对不同损坏程度，不同构造形式的节点进行加固设计。本发明使用灵活，既可以用于古建筑木结构的加固及修缮，也可用于现代木结构当中。

附图说明

[0031] 图1是实施例1扇形摩擦耗能器的主视图。

[0032] 图2是图1所示扇形摩擦耗能器的侧视图。

[0033] 图3(a)-(c)是图1所示扇形摩擦耗能器中齿摩擦片纵滑道3-1及齿摩擦片水平滑道3-2的正视图侧视图及俯视图。

[0034] 图4(a)-(c)是图1所示扇形摩擦耗能器中二齿摩擦片4的正视图侧视图及俯视图。

[0035] 图5(a)-(c)是图1所示扇形摩擦耗能器中三齿摩擦片5的正视图侧视图及俯视图。

[0036] 图6是图1所示扇形摩擦耗能器加劲螺栓6-1、6-2及6-3示意图。

[0037] 图7是图6所示加劲螺栓6-1、6-2及6-3的分解图。

[0038] 图8是固定滑道3-1及3-2所用的铆钉。

[0039] 图9是实施例2扇形摩擦耗能器的主视图。

[0040] 图10是图9所示所示扇形摩擦耗能器的侧视图。

[0041] 图11(a)-(c)所示扇形摩擦耗能器中的受压摩擦片12的三视图。

[0042] 图12(a)-(c)是图9所示扇形摩擦耗能器中的施压摩擦片11-1三视图。

[0043] 图13(a)-(c)是图9所示扇形摩擦耗能器中的施压摩擦片11-2三视图。

[0044] 图14(a)-(c)是图9所示扇形摩擦耗能器中的双向T形嵌套板14三视图。

[0045] 图15(a)-(c)是图9所示扇形摩擦耗能器中的滑道13及滑道15三视图。

[0046] 图16是图9所示扇形摩擦耗能器中的加劲螺栓分解图。

[0047] 图中：1、柱；2、梁；3-1、齿摩擦片纵滑道；3-2、齿摩擦片水平滑道；4、二齿摩擦片；5、三齿摩擦片；6-1、1#下加劲螺栓；6-2、1#上加劲螺栓；6-3、1#内加劲螺栓；7、1#螺栓；8、1#加劲弹簧；9、1#垫片；10、1#加劲螺母；11-1、右施压摩擦片；11-2、左施压摩擦片；12、受压摩擦片；13、受压摩擦片滑道；14、双向T形嵌套板；15、施压摩擦片滑道；16、2#上加劲螺栓；17、
2#下加劲螺栓；18、2#内加劲螺栓；19、2#加劲螺杆；20、2#加劲螺母；21、2#上垫片；22、2#加劲弹簧；23、2#下垫片。

具体实施方式

[0048] 下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

[0049] 本发明共有两种不同的实施方案，都采用摩擦的形式进行耗能，而且，都采用了安装滑道的方式改变构件的转动形心。具体实施方式如下：

[0050] 实施例1

[0051] 如图1、图2所示，本发明扇形节点摩擦耗能器的第一种实施方式，为采用齿摩擦片的扇形节点摩擦耗能器，包括安装在梁2和柱1之间的摩擦片，本实施方式中的摩擦片采用整体加工预制的方式。摩擦片包括二齿摩擦片4及三齿摩擦片5，二齿摩擦片4一端通过齿摩擦片纵滑道3-1与柱1进行连接，三齿摩擦片5一端通过齿摩擦片水平滑道3-2与梁2进行连接，二齿摩擦片4及三齿摩擦片5的另一端相互之间通过齿与齿之间交错插接，并通过三个加劲螺栓(1#下加劲螺栓6-1、1#上加劲螺栓6-2、1#内加劲螺栓6-3)将两个摩擦片固定连接。

[0052] 选择距离梁柱节点位置相同处对齿摩擦片纵滑道3-1及齿摩擦片水平滑道3-2进行安装。滑道与梁柱的连接方式为铆钉安装，在滑道当中留有铆钉栓孔将齿摩擦片纵滑道3-1安装在紧邻梁2的木柱一侧，将齿摩擦片水平滑道3-2安装在紧邻柱1的木梁一侧。齿摩擦片纵滑道3-1及齿摩擦片水平滑道3-2分别距离梁2、柱1节点的距离相同。

[0053] 如图3(a)-(c)所示，为本实施例三齿摩擦片5结构示意图，三齿摩擦片5为扇形结构，扇形的顶端设有与齿摩擦片水平滑道3-2相连的T行榫头，扇形的扇面为三块平行设置的板面，扇弧形面上带有凸沿，用于安装加劲螺栓，凸沿上设有安装孔，扇面的根端设有一个加劲螺栓安装孔。

[0054] 如图4(a)-(c)所示，为本实施例二齿摩擦片4结构示意图，二齿摩擦片4为扇形结构，扇形的侧端设有与齿摩擦片纵滑道3-1相连的T行榫头，扇形的扇面为两块平行设置的板面。

[0055] 如图5(a)-(c)所示，为本实施例齿摩擦片水平滑道3-2和齿摩擦片纵滑道3-1结构示意图，滑道上设有凹槽，凹槽为倒T形结构，凹槽的形状结构与二齿摩擦片4及三齿摩擦片5的T行榫头相配合。

[0056] 将三齿摩擦片5的T行榫头水平插入已经安装好的齿摩擦片水平滑道3-2内，为了不影响摩擦耗能器在使用过程中的转动，可以在滑道T形槽口内侧及三齿摩擦片5的T形榫头上涂抹润滑油。

[0057] 将二齿摩擦片4的T形榫头竖直插入已经安装好的齿摩擦片纵滑道3-1内。二齿摩擦片4的T行榫头处预留有螺栓卯口。当二齿摩擦片4全部插入滑道3-1后，用铆钉将二齿摩擦片4与齿摩擦片纵滑道3-1进行加固。所以，构件在使用过程中，二齿摩擦片4与齿摩擦片纵滑道3-1不发生相对移动。

[0058] 当二齿摩擦片4安装结束后，二齿摩擦片4与三齿摩擦片5已完全咬合。在三齿摩擦片5上共留有三处预留孔，用来安装1#加劲螺栓6-1、6-2及6-3。安装加劲螺栓时，首先将加紧螺栓7插入三齿摩擦片5上预留的孔洞；然后在加劲螺栓7的两侧依次安装加劲弹簧8、垫片9。

[0059] 如图6、7所示，为加劲螺栓示意图，包括1#加劲弹簧8、1#垫片9、1#加劲螺母10，1#加劲弹簧8套在1#加紧螺栓7两端，1#加紧螺栓7两端通过1#垫片9、1#加劲螺母10固定连接。图8是固定滑道3-1及3-2所用的铆钉。

[0060] 此时记录加劲弹簧自然状态时的长度；最后安装1#加劲螺母10，使1#垫片9与三齿摩擦片5的距离等于1#加劲弹簧8自然状态下的长度；此时对应于摩擦力公式中的Δ＝0。

[0061] 当加劲螺栓安装完成后根据摩擦力公式对构件的摩擦力进行最后的调试，通过调节1#加劲螺母10的松紧程度使1#加劲弹簧8压缩，最后根据测得1#加劲弹簧8的压缩量，通过上文给出的摩擦力公式得出构件中的摩擦力。

[0062] 实施例2

[0063] 如图9、10所示，为本发明扇形节点摩擦耗能器的第二种实施方式，为采用压力摩擦片的扇形节点摩擦耗能器，本实施方式中的摩擦片采用单独加工的方式，摩擦片分为；两块施压摩擦片及受压摩擦片12，这三种摩擦片都通过滑道与梁柱进行连接。

[0064] 摩擦片包括右施压摩擦片11-1、左施压摩擦片11-2和受压摩擦片12，右施压摩擦片11-1、左施压摩擦片11-2一端通过双向T形嵌套板14连接施压摩擦片滑道15与梁2进行连接，受压摩擦片一端通过受压摩擦片滑道13与柱1进行连接，右施压摩擦片11-1、左施压摩擦片11-2另一端夹持受压摩擦片12，并通过三个加劲螺栓(2#上加劲螺栓16、2#下加劲螺栓17、2#内加劲螺栓18)将三个摩擦片固定连接。

[0065] 选择距离梁柱节点位置相同处对受压摩擦片滑道13及施压摩擦片滑道15进行安装。滑道与梁柱的连接方式为铆钉安装，在滑道当中留有铆钉栓孔。将受压摩擦片滑道13安装在紧邻梁的木柱一侧，将施压摩擦片滑道15安装在紧邻柱的木梁一侧。受压摩擦片滑道13及施压摩擦片滑道15分别距离梁柱节点的距离相同。

[0066] 如图11(a)-(c)所示，为本实施例受压摩擦片12三视图。包括与施压摩擦片滑道15相连的T形榫头，和连接在T形榫头上的扇形板，所述扇形板带有内弧面和外弧面。

[0067] 如图12(a)-(c)、13(a)-(c)所示，为本实施例右施压摩擦片11-1和左施压摩擦片11-2的三视图。包括扇形板，施压摩擦片的扇形板的面积大于受压摩擦片12的面积。在扇形板顶端设有与受压摩擦片滑道13相连的两个独立的T行榫头，大于施压摩擦片的扇形板的面积扇面上带有用于安装加劲螺栓的安装孔，扇面的根端设有一个加劲螺栓安装孔。

[0068] 如图14(a)-(c)所示，为本实施例扇形摩擦耗能器中的双向T形嵌套板14三视图。双向T形嵌套板14的一面为两个并列分布的倒T形凹槽，另一面凸起的T形榫头。且倒T形凹槽的长度与凸起的T形榫头的长度方向呈交叉分布。

[0069] 如图15(a)-(c)所示，为本实施例扇形摩擦耗能器中的受压摩擦片滑道13及施压摩擦片滑道15三视图。

[0070] 将交叉T形嵌套板14的T行榫头水平插入已经安装好的施压摩擦片滑道15内，为了不影响摩擦耗能器在使用过程中的转动，可以在滑道T形槽口内侧涂抹润滑油。

[0071] 将右施压摩擦片11-1和左施压摩擦片11-2的T形榫头竖直插入已经安装好的交叉T形嵌套板14内。

[0072] 将受压摩擦片12的T形榫头一端竖直插入已经安装好的受压摩擦片滑道13内，为了不影响摩擦耗能器在使用过程中的转动，可以在滑道T形槽口内侧涂抹润滑油。此时受压摩擦片12应夹在右施压摩擦片11-1及左施压摩擦片11-2内。

[0073] 当右施压摩擦片11-1及左施压摩擦片11-2将受压摩擦片12咬合在一起后，进行加劲螺栓的安装。将加劲螺栓插入右施压摩擦片11-1及左施压摩擦片11-2上预留的孔洞当中。本实例所使用的加劲螺栓为T形螺栓见图16所示。将螺栓插入预留孔洞之后，在2#加劲螺杆19带有螺纹的一端依次安装2#垫片23、2#加劲弹簧22、2#垫片21加劲螺母20，此时记录加劲弹簧自然状态时的长度；最后安装加劲螺母20，使2#下垫片23与2#上垫片21的距离等于2#加劲弹簧22自然状态下的长度；此时对应于摩擦力公式中的Δ＝0。

[0074] 当加劲螺栓安装完成后根据摩擦力公式对构件的摩擦力进行最后的调试，通过调节2#加劲螺母20的松紧程度使2#加劲弹簧22压缩，最后根据测得2#加劲弹簧22的压缩量，通过给出的摩擦力公式得出构件中的摩擦力。

[0075] 在传统的摩擦耗能构件中，通常是利用在固定压力下不同材料之间的摩擦系数来控制摩擦力的大小，这一方式对材料本身的摩擦性能有较高的要求。本发明通过改变两种金属间的压力来调节摩擦力的大小，不再单独依赖材料的摩擦系数，解决了摩擦耗能构件由于材料原因而产生的局限性。如下图1所示，本发明将两种不同的金属通过镶嵌的形式连接在一起。而且由于材料之间的摩擦系数不同，可以根据使用情况的不同，对材料的选取及施加正压力的大小来调节构件的摩擦力。本发明使用的两种金属有较大的接触面，并且可以通过调节三齿摩擦片上的螺母挤压弹簧来增加两种材料之间的摩擦力。

[0076] 摩擦力公式

[0077] 扇形摩擦片共有三个固定螺栓，所以接触面的正压力为

[0078] FN＝3F a

[0079] FN为接触面正压力，F为螺栓提供的压力；

[0080] 根据摩擦力公式

[0081] FS＝fFN b

[0082] f为接触面的摩擦系数，FS为摩擦力；

[0083] 弹簧因为变形而产生的内力

[0084] F＝Δk c

[0085] Δ为弹簧压缩的位移，K为弹簧的劲度系数；

[0086] 本扇形摩擦耗能结构共有4个接触面，所以结构产生的总摩擦力为

[0087] F总＝4Fs d

[0088] F总为结构受到的总摩擦力

[0089] 整理以上四个公式后可以得到本发明所产生的摩擦力为

[0090] F总＝12fΔk

[0091] 需说明，本发明保护范围不限于以上图示实例尺寸与相应构件参数。在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
摩擦力测量方法-专利编号CN103528738B	2020-05-12	744
摩擦力测量方法-专利编号CN103528738A	2020-05-12	579
无摩擦力线夹-专利编号CN104934358A	2020-05-11	629
可变摩擦力轮胎-专利编号CN103987544A	2020-05-13	254
摩擦力仪-专利编号CN102466530B	2020-05-11	506
摩擦力实验装置-专利编号CN103310686A	2020-05-13	113
摩擦力测力机-专利编号CN110487460A	2020-05-12	207
摩擦力演示仪-专利编号CN108335587A	2020-05-13	115
摩擦力显微镜-专利编号CN102721834B	2020-05-11	105
摩擦力仪-专利编号CN102466530A	2020-05-11	458

一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器

一种基于摩擦片的可调节摩擦力的扇形节点摩擦耗能器

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