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申请/专利权人：上海材料研究所有限公司

摘要：本发明涉及一种高延性抗疲劳芯部耗能结构及轴向钢阻尼器。轴向钢阻尼器包括高延性抗疲劳芯部耗能结构和外围约束构件；所述芯部耗能结构至少包含一块第一钢板和一块第二钢板，第二钢板必须而且只能与第一钢板相邻并通过焊接方式相连接。第一钢板材料相较于第二钢板材料具有高屈服强度和塑性变形流动应力；第一钢板材料的塑性变形加工硬化率不小于第二钢板材料的塑性变形加工硬化率；第一钢板材料的疲劳寿命不小于第二钢板材料的疲劳寿命。本发明轴向钢阻尼器的极限允许位移与计算屈服位移之比不小于7，且极限允许位移不小于轴向钢阻尼器长度的180；在此极限允许位移下，轴向钢阻尼器能够完成至少30周次循环拉伸‑压缩塑性变形。

主权项：1.一种高延性抗疲劳芯部耗能结构，用于轴向钢阻尼器，在轴向钢阻尼器受到周期性交替拉伸-压缩塑性变形时起到吸收外部震动能量的作用，其特征在于，所述高延性抗疲劳芯部耗能结构至少包含一块第一钢板和一块第二钢板，所述第二钢板必须而且只能与所述第一钢板相邻并通过焊接方式相连接，并且第一钢板和第二钢板之间的连接焊缝平行于芯部耗能结构的轴向；所述第一钢板材料的屈服强度和塑性变形流动应力分别大于第二钢板材料的屈服强度和塑性变形流动应力；所述第一钢板材料的塑性变形加工硬化率不小于第二钢板材料的塑性变形加工硬化率；所述第一钢板材料的疲劳寿命不小于第二钢板材料的疲劳寿命；在应变幅1％、加载频率0.1～0.2Hz、应变比-1的疲劳变形加载条件下，所述第二钢板材料的室温疲劳寿命不小于500周次；所述第一钢板材料的化学成分的质量百分数为：0.25％＜C＜0.4％，19.0％≤Mn≤26.0％，0.5％≤Si≤2.5％，Cr≤3.0％，P≤0.12％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，其中，C和Mn、Si和Cr的质量百分含量还满足如下关系：Mn≥28.5％-24C和0.5％≤Si+0.45Cr≤3.5％；所述第一钢板材料的微观组织包含体积分数不少于75％的奥氏体组织，并且奥氏体平均晶粒尺寸不大于400μm；当所述第一钢板材料的微观组织结构不全为奥氏体组织时，其余组织结构为铁素体、ε马氏体、α′马氏体或碳化物中的一种或一种以上；所述第一钢板材料的断后伸长率不小于35％；所述第二钢板材料的化学成分的质量百分数为：C≤0.25％，Mn≤1.5％，Si≤1.0％，P≤0.045％，S≤0.03％，N≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；所述第二钢板材料的微观组织包含体积分数不少于85％的铁素体组织，并且铁素体平均晶粒尺寸不大于200μm；当所述第二钢板材料的微观组织结构不全为铁素体组织时，其余组织结构为α′马氏体或碳化物中的一种或一种以上；所述第二钢板材料的屈服强度不大于400MPa、断后伸长率不小于20％；所述第一钢板的厚度是第二钢板的厚度的0.5倍以上；所述高延性抗疲劳芯部耗能结构中，所有第二钢板核心耗能段的横截面面积之和与所有第一钢板核心耗能段的横截面面积之和的比值不小于0.6；当第二钢板不同时在其两侧和第一钢板相邻连接时，所述相邻连接的两类钢板之间的连接焊缝到所述第二钢板核心耗能段的任一非焊接侧的距离与所述第二钢板厚度的乘积为所述相邻连接的第一钢板的核心耗能段的横截面面积的3.5倍以下；并且，所述相邻连接的两类钢板之间的连接焊缝到所述第二钢板核心耗能段的任一非焊接侧的距离与所述第二钢板厚度之比不大于25；当第二钢板在其两侧同时与相邻第一钢板都相连接时，所述第二钢板核心耗能段的横截面面积与任一所述相邻第一钢板核心耗能段的横截面面积的比值不大于7.0。

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