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龙图腾网获悉同济大学;南通蓝科减震科技有限公司申请的专利一种负刚度放大装置及其设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119617047B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311484780.7，技术领域涉及：F16F7/08；该发明授权一种负刚度放大装置及其设计方法是由陈云;孙飞飞;缪宇潇设计研发完成，并于2023-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种负刚度放大装置及其设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种负刚度放大装置及其设计方法。该负刚度放大装置包括预压碟簧机构和上、下肘节钢支撑；预压碟簧机构与下肘节钢支撑通过销轴连接并且形成一条直线，二者连接后的上、下两端分别通过销轴与框架结构连接；上肘节钢支撑的两端也分别通过销轴与框架结构和下肘节钢支撑连接。当框架结构发生变形时，预压碟簧机构产生切向力，该切向力的方向与上下支撑的运动方向相反，形成负刚度效应，通过预压碟簧机构与上、下肘节钢支撑之间的角度形成几何关系还可以放大该负刚度效应。本发明，不但可以提高负刚度效应，在保证结构承载力不变的情况下降低结构刚度、减少地震作用，而且还可以保护主体结构，为负刚度装置在土木工程领域中的应用提供支撑。

本发明授权一种负刚度放大装置及其设计方法在权利要求书中公布了：1.一种负刚度放大装置的设计方法，其特征在于，负刚度放大装置包括预压碟簧机构1、上肘节钢支撑2和下肘节钢支撑3；所述预压碟簧机构1和所述下肘节钢支撑3位于同一直线并且通过销轴上下连接，二者连接后的上下两端分别通过销轴与框架结构斜拉连接；所述上肘节钢支撑2的上下两端也分别通过销轴与所述框架结构和所述下肘节钢支撑3连接；所述上肘节钢支撑2和所述下肘节钢支撑3之间的夹角为钝角；当所述框架结构发生变形时，所述预压碟簧机构1产生与所述上肘节钢支撑2和所述下肘节钢支撑3运动方向相反的切向力而形成对所述框架结构的负刚度效应；同时所述预压碟簧机构1与所述上肘节钢支撑2和所述下肘节钢支撑3之间的角度形成几何关系而放大所述负刚度效应； 当所述框架结构发生变形时，通过所述几何关系放大所述负刚度放大装置的变形，放大系数f通过下式得到： 1其中，f为放大系数，u为所述框架结构的变形，u负为所述预压碟簧机构1的变形，第一角度θ1为所述预压碟簧机构1和所述下肘节钢支撑3与水平方向之间的夹角，第二角度θ2为所述上肘节钢支撑2与竖直方向之间的夹角； 所述设计方法包括： 基于所述框架结构的需求确定目标放大系数f； 根据所述目标放大系数f，结合建筑功能，参照公式1调节所述第一角度θ1和所述第二角度θ2，直至满足所述目标放大系数f； 当所述框架结构发生变形时，通过所述负刚度放大装置为所述框架结构提供一个反向作用力F以减少所述框架结构的外力作用； 基于受力平衡可知： 23其中，F负为所述预压碟簧机构1产生的切向力，F1为所述切向力引起的所述下肘节钢支撑3的轴力，F2为所述切向力引起的所述上肘节钢支撑2的轴力；第三角度θ3为所述预压碟簧机构1产生的切向力F负与水平方向之间的夹角，并且，当所述第一角度θ1和所述第二角度θ2确定后，所述第三角度θ3也确定； 所述反向作用力F为所述预压碟簧机构1作用于所述框架结构的水平分量，其通过公式4得到： 4将公式3代入公式4得到公式5： 5所述预压碟簧机构1产生的切向力F负如下： 6其中，K负为所述预压碟簧机构1的负刚度值； 将公式1代入公式6后，得到公式7： 7再将公式7代入公式5可以得到公式8： 8所述设计方法包括： 基于所述框架结构的需求确定所述负刚度放大装置的目标负刚度效应，即目标负刚度值K负乘以目标放大系数f； 基于所述框架结构的需求确定所述目标放大系数f； 根据所述目标放大系数f，结合建筑功能，参照公式1调节所述第一角度θ1和所述第二角度θ2，直至满足所述目标放大系数f； 根据所述目标负刚度效应和所述目标放大系数f计算所述预压碟簧机构1的所述目标负刚度值K负； 根据公式9调节L和L1使F2‑u之间线性关系的斜率与所述目标负刚度值K负一致； 9式中，L为所述下肘节钢支撑3与所述预压碟簧机构1的总长度，L1为所述下肘节钢支撑3的下端至所述上肘节钢支撑2与所述下肘节钢支撑3交点之间的距离；‑为线性关系，并且该线性关系的斜率表示负刚度值K负； 根据所述目标负刚度值K负进行所述预压碟簧机构1的设计。

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