基于特斯拉阀的黏滞阻尼器减震性能研究

针对一种基于特斯拉阀单向流通性的新型黏滞阻尼器,利用MTS landmark电液伺服试验系统对单双阀两种工况的阻尼器进行多振幅多频率循环加载;基于流体在特斯拉阀内的沿程损失建立理论模型,用MATLAB软件对新型阻尼器及传统孔隙式黏滞阻尼器进行仿真分析,分组讨论新型阻尼器的耗能减震性能。试验及仿真结果表明:新型阻尼器是一种无刚度的速度相关型阻尼器,试验值与仿真值基本吻合,较传统阻尼器减震性能突出;单阀阻尼器其性能受流体速度影响存在适用局限性,可通过调整阀门组数以调节阻尼器耗能性能。

附设黏滞阻尼器的RC框架结构抗震韧性评估

为研究黏滞阻尼器对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构抗震韧性影响,基于增量动力时程分析方法,对附设黏滞阻尼器的RC框架结构开展抗震韧性能力评估。结合FEMA P-58以及我国抗震韧性评价标准,将主要受损构件的修复费用、修复时间曲线以及易损性信息按实际情况进行相应修正,并对无控结构和有控结构的修复费用、修复时间和人员伤亡等主要抗震韧性指标进行对比分析,明确了黏滞阻尼器对RC框架结构抗震韧性的影响。研究表明,在RC框架结构中适当设置黏滞阻尼器不仅能够减小结构地震响应、降低结构破坏概率,还能有效提升结构抗震韧性。

考虑泄漏和温度效应的黏滞阻尼器性能演变研究

黏滞阻尼器作为一种广泛使用的被动减振/震装置,其力学性能在全寿命周期内会发生演变。为探究其力学参数改变模式,揭示其性能演变机理,以油液泄漏和温度效应为主要影响因素开展了试验及仿真研究。首先,对不同漏油程度和环境温度下的黏滞阻尼器分别开展了滞回试验研究和黏温关系分析;其次,对黏滞阻尼器进行了流体动力学仿真,获得其性能演变规律;最后,建立了漏油与温度联合作用下黏滞阻尼器性能演变的力学模型,并对其进行了验证。研究结果表明,油液泄漏将导致滞回圈出现零力平台段,且平台长度与漏油比例成正比;温度升高会导致阻尼系数的减小,从而影响阻尼力峰值;所建立的性能演变模型能够较为精确地反映黏滞阻尼器力学性能的改变。

基于GA-BPNN代理模型的混合式黏滞阻尼器构造优化

采取CFD(computational fluid dynamics)数值模拟和基于代理模型的优化方法,研究混合式黏滞阻尼器在多参数设计空间内的构造参数优化问题。首先,分析黏滞阻尼器参数对力学性能的影响规律,基于正交试验理论选取间隙宽度、缸体内径、活塞厚度、阻尼孔直径为关键参数,利用优化拉丁超立方设计和CFD数值模拟获得初始样本点耗能性能指标;然后,使用遗传算法(genetic algorithm,GA)和反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)的方法构建代理模型,其能够准确反映构造参数耗能性能指标和构造参数之间的繁复关系。进一步地,循环更新GA-BPNN代理模型并结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II),以最佳耗能能力为目标,实现在全设计空间内的寻优,确定在典型阻尼介质黏度下双出杆混合式黏滞阻尼器的最优构造参数。最后,探讨了构造参数对黏滞阻尼器流动性能的影响机理。研究结果表明,优化双出杆混合式黏滞阻尼器构造参数在选用基于GA-BPNN代理模型的优化方法时,可有效提高计算效率且具有较高预测精度。从性能指标提升角度,全黏度下最优构造参数阻尼孔直径、活塞厚度、缸体内径和间隙宽度分别为1.31 mm、120.78 mm、199.87 mm、0.5 mm,相较于基准构造,最大阻尼力和能量耗材比分别提升33.8%和64.8%。该方法可为黏滞阻尼器构造参数优化及相关研究提供参考。

列车制动作用下悬索桥纵向运动及其黏滞阻尼器控制研究

列车的制动行为会对悬索桥的纵向运动产生影响,因此有必要对千米级大跨度铁路悬索桥在列车制动下的纵向运动进行研究。以一座主跨1060 m的大跨度铁路悬索桥为研究对象,采用数值模拟的方式探讨了列车制动作用下其梁端纵向运动的响应特性,并研究了黏滞阻尼器在控制纵向运动中的效果。首先介绍了该千米级大跨径铁路悬索桥的工程背景,以及基于ANSYS软件建立的有限元模型;然后介绍了大跨径铁路悬索桥纵向运动的加载求解方式,支座摩阻和黏滞阻尼器的有限元模拟方式,以及制动力的模拟方式;接着探究了不同制动位置、是否考虑支座摩阻力对悬索桥梁端纵向运动响应的影响;最后,研究了黏滞阻尼器的纵向运动控制效果,并进行了参数分析。研究结果表明:随着制动位置越接近下桥位置,纵向位移变化曲线形状越接近正弦函数形式;支座摩阻对列车制动作用下的梁端位移响应有一定的控制作用,对梁端速度响应控制效果不佳;采用黏滞阻尼器可以有效控制列车制动下的悬索桥梁端位移和速度响应;当采用阻尼系数为2500 kN(m/s)^(-α),阻尼指数为0.1的黏滞阻尼器时,控制效果最佳。

套索式黏滞阻尼器位移放大系数合理取值和布置优化

针对刚度较大、层间位移较小的超高层剪力墙结构,黏滞阻尼器采用套索布置在避难层中,其放大系数的取值和布置方式仍存在不足。套索连接是位移放大装置,通过放大阻尼器轴向行程来提高阻尼器的耗能能力。从几何分析的角度出发,对反向套索连接阻尼器的结构减振率和布置优化进行探讨:推导了反向套索连接阻尼器轴线最大位移的解析式,对比不同布置高度、不同放大系数的套索连接下结构的动力响应。当布置框架跨度过大时,通过设置悬挑桁架的反向套索连接,对比设置前后结构的动力响应。研究结果表明:套索系统效率与布置框架的高度、跨度有关,按角度确定的理论放大系数与结构减振率并不成正比。与原方案布置相比,优化布置后的结构减振率更高。优化方案在实际工程中均得到验证,即合理选取套索放大系数和布置方式能更大化地提高结构的附加阻尼比。

大跨度桥梁黏滞阻尼器破坏与耐久性研究

桥梁工程作为生命交通线的重要组成部分,保证其运营安全具有重要意义。为提高桥梁抗震能力设置的黏滞阻尼器系统,长期抗震性能受耐久性影响很大,存在过早破坏现象。利用统计对比方法,分析了不同结构类型桥梁阻尼器的工作状态,研究了可能造成阻尼器过早破坏和影响阻尼器耐久性的主要因素。结果表明,频繁且持续时间较长的交通荷载和风荷载是造成阻尼器过早密封失效的主要外因,而二者的累积叠加效应会加快疲劳破坏进程。在考虑桥梁减震需求和结构承受能力下,阻尼器设置数量越多,设计出力越大,对阻尼器长周期工作稳定性和耐久性越有利。

黏滞阻尼器参数对框架结构减震效率的影响研究

通过探究框架结构中黏滞阻尼器参数对结构减震效率的影响,进而研究黏滞阻尼器参数的优化问题。以某一框架结构为背景,采用非线性动力时程分析方法建立三维有限元模型,并以附加阻尼比、顶点位移降低率、基底剪力降低率和层间位移利用率等减震指标为研究对象。首先通过敏感性分析研究了不同黏滞阻尼参数对各指标的影响规律;然后基于响应面法拟合黏滞阻尼参数与各指标之间的关系模型,并通过F检验法和判定系数R 2评估拟合效果;最后建立关键减震指标的目标函数进而寻求最优参数。结果表明:传统的敏感性分析法很难综合考虑不同减震效率指标的共同影响;响应面法拟合精度高,可预测性好,可作为优化模型;考虑与黏滞阻尼器参数匹配的支撑构件刚度后,通过实际工程案例的实操证明了最优阻尼参数的可实现性。提出一套简便且易于操作的黏滞阻尼器参数优化设计方法,为框架结构减震设计提供重要指导。

隔震层附加黏滞阻尼器对高层建筑基础隔震结构动力响应影响

隔震层附加黏滞阻尼器对高层基础隔震结构的动力响应影响研究较少。以某地医院15层病房楼为对象,选取隔震层附加黏滞阻尼器前后两种结构,进行三向地震动的弹塑性时程分析。结果表明,隔震层附加黏滞阻尼器后层间剪力增幅可达21.3%;首层层间位移角减小15%左右,中上部楼层层间位移角增加约4%左右;隔震层位移减小可达33.6%,可以有效降低隔震支座拉应力,但对压应力影响不明显。

既有RC框架建筑BRB与黏滞阻尼器加固抗震韧性对比分析

基于《建筑抗震韧性评价标准》(GB/T 38591—2020)中的评价方法,对高层框架结构的原结构、黏滞阻尼器加固结构以及采用防屈曲支撑(BRB)加固结构3种结构进行评估,比较3种结构的韧性评估结果。结果表明:黏滞阻尼器加固结构的修复费用比BRB加固结构修复费用低;黏滞阻尼器与BRB加固均可降低构件的损伤等级,从而降低修复时间,但黏滞阻尼器加固结构修复时间减少较为明显;黏滞阻尼器加固结构与BRB加固结构均降低了结构的损伤等级,从而大幅降低人员伤亡率,但黏滞阻尼器加固结构人员伤亡率减少较为明显。本研究结果可为高层框架结构加固方法的韧性评估比较和提升提供重要参考。

黏滞阻尼器的试验方法及数据处理分析

随着减隔震技术的发展,黏滞阻尼器作为一种减震产品,其应用环境日趋复杂,为了保证产品的性能要求,把好产品应用前的质量关,就变得尤为重要。文中针对目前国内相关检测机构在黏滞阻尼器产品试验方法上的不透明、不统一等诸多问题,在多年来自身试验、经验积累的基础上,总结分析出了此类产品试验方法和数据处理分析的关键步骤与需要注意的细节,并在实际的试验工作中得到了很好的应用和改进。

装配式框架结构中黏滞阻尼器的抗震效果分析及其安装控制要点

为验证黏滞阻尼器在装配式框架结构抗震防震中应用的有效性,分别制作设置黏滞阻尼器的PCFV模型与未设置黏滞阻尼器的PCF模型,进行抗震性能对比试验。对两种模型的滞回性能、骨架曲线以及塑性铰发展等指标进行分析表明:PCFV模型比PCF模型有更好的能耗性能与承载力,且可减小梁端塑性铰长度,减慢塑性铰发展,证明黏滞阻尼器在装配整体式框架结构中有很好的抗震效果。为确保黏滞阻尼器的应用效果,必须做好安装控制工作。

铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究

一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。

大吨位黏滞阻尼器的安装施工与效果分析

小吨位黏滞阻尼器安装施工的成本和位移量大,大吨位黏滞阻尼器安装施工的精度要求高,必须把控好安装施工技术要点。将大吨位黏滞阻尼器应用于悬索桥工程建设项目中,根据工程情况,制作钢构件支架、设置预埋件和安装支架,在前期施工完成后,调节大吨位黏滞阻尼器长度,确保其能够发挥最佳效果。安装阻尼器耳板,然后通过设置临时支撑,保持大吨位黏滞阻尼器处于水平位置,将其球形管与耳板连接,并且在大吨位黏滞阻尼器磕碰部位及节点板焊接部位,采用油漆、固化剂、稀释剂兑制的漆进行补漆处理。案例工程的实践证明,大吨位黏滞阻尼器的科学安装施工,较小吨位黏滞阻尼器安装成本直接节约165.4万元,缩短工期10d,并且位移量最高值仅为0.94mm。

黏滞阻尼器在桑园子黄河大桥上的应用研究

以桑园子黄河大桥项目黏滞阻尼器的应用为研究对象,介绍了大型黏滞阻尼器在该桥梁中的设置及验算过程,对其进行了慢速试验和部分本构关系试验,总结了黏滞阻尼器的安装与维护要点。

黏滞阻尼器消能减震性能分析与参数设计

黏滞阻尼器是各类工程结构中常用的消能减震装置。为研究不同参数组合下黏滞阻尼器的消能减震性能,通过调整阻尼器的速度指数和阻尼系数,开展不同黏滞阻尼器减震单层框架实时混合试验数值模拟,通过框架横向位移峰值和稳态振动下位移峰值与滞回耗能能力对阻尼器进行评估。结果表明,随着阻尼器速度指数增大,框架横向位移峰值与稳态振动下位移峰值持续增大,滞回耗能能力持续降低;随着阻尼器阻尼系数增大,框架横向位移峰值先减后增,稳态振动下位移峰值持续减小,滞回耗能能力持续提高。建议当前算例下黏滞阻尼器的速度指数和阻尼器与框架阻尼之比的取值范围分别为0.1~0.3和1.2~1.4。该研究可为黏滞阻尼器的设计与应用提供参考。

基于黏滞阻尼器的框架结构减震性能分析

为促进减震技术在国内的应用与发展,探究黏滞阻尼器的减震性能,以河北省某中学图书馆为例,以满足减震结构在不同地震水准下性能目标为需求,采用黏滞阻尼器进行减震结构设计。通过对减震结构在多遇、设防、罕遇地震下进行弹性和弹塑性分析,得到结论:设置黏滞阻尼器能够满足框架结构在各个设防水准下的性能目标,黏滞阻尼器能够显著增加减震结构的阻尼,具有良好的耗能能力。

基于黏滞阻尼器的大跨钢桁组合梁桥抗震性能研究

文章以大跨钢混组合梁为背景,根据桥梁自振特性及场地效应,生成地震波,建立全桥有限元模型,运用非线性时程分析法,分析了黏滞阻尼器阻尼系数和速度指数对桥梁内力、位移的影响。研究结果表明,在大跨钢桁组合梁上设置纵向黏滞阻尼器可有效降低桥墩墩底截面的内力、位移,合理优化阻尼参数后可有效提升阳尼器位移和弯矩减震率。

钢-混凝土组合结构应用黏滞阻尼器的动力响应分析

本研究旨在探讨钢-混凝土组合结构应用黏滞阻尼器的动力响应方法,通过阐述钢-混凝土组合结构与黏滞阻尼器的基本原理,详细分析了阻尼器类型选择、参数确定、布置连接及动力响应分析的步骤。研究表明,合适的阻尼器类型和参数配置能有效提高结构的抗震性能。本研究不仅提供了阻尼器在钢-混凝土组合结构中的应用方法,还通过实例验证了其减震效果,为工程实践提供了新见解和有价值的参考。

大跨空间结构中黏滞阻尼器的位置优化研究

随着科技的进步和工程需求的不断提升,大跨空间结构得以在各个领域及行业中广泛应用。而黏滞阻尼器是大跨空间结构中重要的辅助构件,优化其位置不仅可提升大跨空间结构的稳定性,还能保障位置选择的精准度。鉴于此,本文针对大跨空间结构中黏滞阻尼器的位置优化因素进行了深入研究,提出相应的优化方案。研究结果表明,合理的位置选择可显著提高结构的抗震性能和稳定性。