【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑工程技術的工程測試記錄裝置領域，具體涉及一種屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置。
技術介紹
1、以鋼材為代表的金屬材料，是當前結構設計中延性屈服構件的主要材料。通過使此類構件在預設變形水準下屈服，可使建筑結構體系抗側剛度降低、等效周期延長，進而降低結構在強烈地震下的等效作用力，并使得結構的抗震設計結果呈現更好的經濟性。更進一步，在合理設計的前提下，將結構的屈服構件或部件限定在預設部位，則可在強震后快速更換此類屈服構件，大幅提升結構的抗震韌性。
2、但是，金屬屈服構件在經歷往復塑性變形時，存在由累積塑性損傷導致的延性斷裂問題。由于構件斷裂將大幅削弱結構的抗震能力，保障金屬屈服構件具備足夠的累積塑性變形能力，是進行此類構件及其結構抗震設計的重要環節。
3、金屬構件的累積塑性變形能力，不僅與材料特性、構造細節、受力狀態等密切相關，還顯著受到其變形歷史的影響。由于建筑結構在服役期內可能經歷多次大小不一的地震作用，量化金屬消能減震構件的剩余塑性變形能力，并在此基礎上判斷其是否需要更換，是保障結構抗震安全性的重要環節。
4、將金屬構件的累積塑性變形能力(總量)減去其已知塑性變形歷史(消耗)，即可得出其剩余變形能力，進而判斷該構件是否可滿足后續服役功能需求，即是否需要更換。在這一過程中，對此類構件的變形歷史進行準確記錄(尤其是大應變幅變形歷程)，是尤為關鍵的工作。
5、記錄構件的變形歷史，當然可以借助各類電子或電磁裝備，但此類裝備需要持續供能、定期維護。由于建筑供能系統可能在強
技術實現思路
1、專利技術目的：為了解決現有技術所存在的問題，本專利技術提供了一種屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，無需外部供能和日常維護檢修，在強烈地震下具有極高的可靠度。
2、技術方案：為達到上述目的，本專利技術可采用如下技術方案：一種屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，包括：
3、支撐芯材，軸向截面為十字形，包括第一芯材端部和第二芯材端部；
4、約束套筒，周向套設于所述支撐芯材外部，所述第一芯材端部和第二芯材端部裸露在約束套筒外；
5、金屬箔片卷軸，靠近第一芯材端部設置，包括以張緊狀態設于所述約束套筒上方的金屬箔片，分別固定于約束套筒兩側的兩個供金屬箔片活動卷繞的轉軸；所述金屬箔片與約束套筒間無軸向相對位移；
6、彈性尺針，一端與第一芯材端部相連，另一端與金屬箔片接觸，實現支撐芯材和約束套筒間相對變形的滑動刻錄；
7、滾珠絲桿組件，包括滾珠絲桿和絲桿螺母，所述絲桿螺母與彈性尺針相連，且二者保持相同的軸向位移；所述滾珠絲桿在絲桿螺母的位移驅動下發生轉動；
8、微型轉動棘輪，一側連接所述滾珠絲桿，另一側連接所述金屬箔片卷軸，限定所述滾珠絲桿帶動所述金屬箔片卷軸轉動的方向。
9、更進一步的，所述支撐芯材和所述約束套筒之間空隙內均填充無黏結隔離材料。
10、更進一步的，所述兩個轉軸分別通過兩側的定位支托對稱固定在套筒兩個側面靠近微型轉動棘輪側的轉軸為已完成位移刻錄的箔片卷，對側轉軸用于存放尚未進行位移刻錄的金屬箔片。
11、更進一步的，所述的彈性尺針與芯材軸向平行設置，包括連接段和尺針段，所述連接段固定連接在所述第一芯材端部；所述尺針段呈細長針狀，包括錐形針尖和尺段。
12、更進一步的，所述連接段靠近第一芯材端部處的端面外下延伸擴大為倒“u”形，連接在第一芯材端部十字端上十字部，其軸向位移與第一芯材端部保持一致。
13、更進一步的，所述尺段為軸向延伸的細長桿，末端為錐形針尖，所述錐形針尖尖端指向所述金屬箔片表面并與其接觸；當第一芯材端部發生軸向位移時，所述錐形針尖在金屬箔片表面留下劃痕，實現第一芯材端部和套筒間相對變形的滑動刻錄。
14、更進一步的，所述滾珠絲桿靠近金屬箔片卷軸的一端與微型轉動棘輪相連，另一端穿過固定連接在第一芯材端部上的水平u形槽，所述水平u形槽的開口部通過螺栓固定連接在十字端側十字部上；所述滾珠絲桿中段刻有螺紋，螺紋內部的滾珠與所述絲桿螺母內壁接觸；所述滾珠絲桿的設計使直線運動轉化為旋轉運動。在所述彈性尺針的驅動下，所述絲桿螺母沿所述滾珠絲桿軸向移動，帶動螺紋與螺母內壁間的滾珠滾動；在滾珠運動過程中，產生的滾動摩擦力合力將使滾珠絲桿繞自身軸旋轉，并帶動端部連接的所述微型轉動棘爪共同轉動。
15、更進一步的，所述絲桿螺母通過位移同步零件與彈性尺針聯動，軸向位移一致；所述位移同步零件為斜置條狀體，兩端分別通過螺栓連接于彈性尺針以及絲桿螺母上。
16、更進一步的，所述微型轉動棘爪包括棘爪與棘輪，所述棘爪固定連接于所述滾珠絲桿，所述棘輪與所述金屬箔片卷軸相連接。所述絲桿螺母的運動驅動滾珠絲桿轉動，當滾珠絲桿繞軸順時針旋轉時，棘輪鎖定，棘爪會插入棘輪齒槽使其轉動，進而滾珠絲桿驅動金屬箔片卷繞拉伸；當滾珠絲桿繞軸逆時針旋轉時，棘爪則能夠滑過棘輪齒背，使棘輪松脫，從而停止滾珠絲桿對金屬箔片的卷繞驅動。
17、更進一步的，所述約束套筒與第二芯材端部間無軸向相對位移，所述彈性尺針與所述約束套筒間的相對位移即為芯材的總變形量。
18、有益效果：本專利技術具有以下優點：(1)本專利技術可實現對延性消能減震構件變形歷史的準確記錄，同時保證裝置在強烈地震下的可靠度。(2)本專利技術的裝置完整呈現支撐芯材的變形歷史，進而為準確量化芯材累積塑性變形、評價其剩余低周疲勞壽命提供準確的依據。(3)本專利技術的裝置不需要外部供能和日常維護檢修，不僅降低維修成本，裝置的穩定性更保證了在強烈地震下具有極高的可靠度。
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1.一種屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于包括：
2.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述支撐芯材和所述約束套筒之間空隙內均填充無黏結隔離材料。
3.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述兩個轉軸分別通過兩側的定位支托對稱固定在套筒兩個側面靠近微型轉動棘輪側的轉軸為已完成位移刻錄的箔片卷，對側轉軸用于存放尚未進行位移刻錄的金屬箔片。
4.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述的彈性尺針與芯材軸向平行設置，包括連接段和尺針段，所述連接段固定連接在所述第一芯材端部；所述尺針段呈細長針狀，包括錐形針尖和尺段。
5.根據權利要求4所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述連接段靠近第一芯材端部處的端面外下延伸擴大為倒“U”形，連接在第一芯材端部十字端上十字部，其軸向位移與第一芯材端部保持一致。
6.根據權利要求4所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述尺段為軸向延伸的細長桿，末端為
7.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述滾珠絲桿靠近金屬箔片卷軸的一端與微型轉動棘輪相連，另一端穿過固定連接在第一芯材端部上的水平U形槽，所述水平U形槽的開口部通過螺栓固定連接在十字端側十字部上；所述滾珠絲桿中段刻有螺紋，螺紋內部的滾珠與所述絲桿螺母內壁接觸；所述滾珠絲桿的設計使直線運動轉化為旋轉運動。
8.根據權利要求1或7所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述絲桿螺母通過位移同步零件與彈性尺針聯動，軸向位移一致；所述位移同步零件為斜置條狀體，兩端分別通過螺栓連接于彈性尺針以及絲桿螺母上。
9.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述微型轉動棘爪包括棘爪與棘輪，所述棘爪固定連接于所述滾珠絲桿，所述棘輪與所述金屬箔片卷軸相連接。
10.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述約束套筒與第二芯材端部間無軸向相對位移，所述彈性尺針與所述約束套筒間的相對位移即為芯材的總變形量。
...【技術特征摘要】
1.一種屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于包括：
2.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述支撐芯材和所述約束套筒之間空隙內均填充無黏結隔離材料。
3.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述兩個轉軸分別通過兩側的定位支托對稱固定在套筒兩個側面靠近微型轉動棘輪側的轉軸為已完成位移刻錄的箔片卷，對側轉軸用于存放尚未進行位移刻錄的金屬箔片。
4.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述的彈性尺針與芯材軸向平行設置，包括連接段和尺針段，所述連接段固定連接在所述第一芯材端部；所述尺針段呈細長針狀，包括錐形針尖和尺段。
5.根據權利要求4所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述連接段靠近第一芯材端部處的端面外下延伸擴大為倒“u”形，連接在第一芯材端部十字端上十字部，其軸向位移與第一芯材端部保持一致。
6.根據權利要求4所述的屈曲約束支撐變形歷程機械式記錄裝置，其特征在于：所述尺段為軸向延伸的細長桿，末端為錐形針尖，所述錐形針尖尖端指向所述金屬箔片表面并與其接觸；當第一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：相陽，崔藝瓊，楊婷，孫飛飛，
申請(專利權)人：江蘇藍迅減震科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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