SMA阻尼器的阻尼特性分析及器件设计方法

提出了SMA中心引线型阻尼器的力学计算模型 ,以Brinson本构模型为理论依据建立了阻尼器的阻尼特性分析理论及器件设计方法 ;利用MATLAB编制的仿真软件进行了实例仿真 .结果表明SMA阻尼器具有明显的阻尼特性 ,加上其耐久性和免维护性 ,适合用于土木工程的结构振动被动控制 .

设置超弹性SMA阻尼器的框架结构地震反应分析

将超弹性形状记忆合金 (SMA)阻尼器应用于框架结构的被动控制中。给出了超弹性形状记忆合金简化的本构模型 ,建立了结构 -阻尼器体系的力学分析模型及其一般方程 ,通过模型结构在地震作用下的控制仿真分析和对比 。

框架结构SMA阻尼器被动控制模拟分析

介绍了形状记忆合金(SMA)阻尼器的性能,引入其本构关系,建立其热力学方程。针对所提出的阻尼器及相关参数选择,利用ANSYS进行框架结构中的被动控制模拟。将所得的未加与加入SMA阻尼器下顶层位移进行比较,发现SMA阻尼器可以很好地提高框架结构的抗震性能,并提出进一步研究的方法。

新型SMA阻尼器在体育场挑篷结构中的减振效果分析

振动控制是结构抗震防灾的一种积极有效手段,目前有关大跨空间结构的振动控制技术尚不成熟,因此亟待研究和发展,本文将作者提出的一种新型形状记忆合金(SMA)阻尼器应用于体育场挑篷结构,探讨了其在大跨空间结构中的减振控制理论和方法.通过地震反应时程分析,具体研究了其减振控制效果,对有控和无控状态下的节点位移和杆件内力进行了对比分析.结果表明,该新型SMA阻尼器可有效减小挑篷结构的地震响应.

应用新型SMA阻尼器的单层框架结构地震响应控制

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性滞回耗能特性,设计了一种新型的SMA阻尼器,以单层框架结构为模型,将该SMA阻尼器安装到结构的不同位置,通过大型有限元软件ANSYS进行模拟分析,比较了SMA阻尼器在不同位置时的减震效果。分析结果证明,安装本文设计的新型SMA阻尼器可以有效地减小结构的地震反应,为SMA阻尼器被动控制系统在结构抗震中的实际应用和设计提供借鉴。

基于SMA阻尼器控制的鼓型塔风振响应分析

以某220kV输电线路的风致振动为例,研究了基于SMA阻尼器的鼓型塔振动控制方案和控制效果。先应用有限元软件ANSYS建立鼓型塔的有限元模型,采用线性自回归滤波器法模拟随机脉动风荷载的时程样本,再应用能量法计算所需阻尼器数量,根据SMA阻尼器的工作原理和鼓型塔的结构特点,设计了3种阻尼器布置方案进行结构风致振动瞬态响应仿真,提取各方案控制点位移、加速度时间历程进行比较分析。结果表明,安装SMA阻尼器后,对塔顶位移、加速度的最大减振率分别为37.8%、75.4%,方案3为最优布置方案,可见将SMA阻尼器应用于输电塔振动控制效果较好,合理设计阻尼器布置方案能使阻尼器发挥最大耗能功能,获得最好控制效果。

SMA阻尼器对大跨斜拉桥地震响应影响研究

SMA(Shape Memory Alloy)材料因独特性而广泛用于工程结构减震控制装置中。为便于工程结构分析,编制SMA阻尼器简化双旗型本构Fortran子程序并嵌入Abaqus平台的动力分析中,并以低周往复加载算例验证了其正确性;以一座大跨斜拉桥为例,基于Abaqus平台建立其脊骨梁有限元模型,研究SMA阻尼器的减震控制效果。研究表明:对于塔梁纵桥向漂浮的大跨斜拉桥,塔梁处纵桥向布置SMA阻尼器可有效减小其纵桥向地震位移响应,并且SMA阻尼器的初始刚度对减震效果的影响较为明显;塔梁处纵桥向布置SMA阻尼器后,结构内力减震效果对输入地震波及SMA参数具有一定的依赖性,应当引起注意。

SMA阻尼器设计及框架结构地震反应控制分析

采用SMA(Shape Memory Alloy)旗帜型恢复力模型,深入分析了预变形、超弹性拉伸位移、刚度和长度4个参数对SMA阻尼器耗能系数的影响规律;分别建立了预变形、拉伸位移与耗能系数的关系式,并提出SMA阻尼器刚度和长度的确定方法。在分析结果的基础上,设计了一种新型超弹性SMA阻尼器。为了验证SMA阻尼器的减震效果,针对某5层框架结构,分析了框架结构在无控和安装SMA阻尼器两种情况下的地震反应。结果表明:安装SMA阻尼器后,框架结构顶层水平位移和加速度反应都比未控时降低50%以上,因此,SMA阻尼器可以有效抑制结构地震反应。

基于SMA阻尼器的大跨桥梁地震位移控制分析

通过超弹性形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)拉伸试验研究,建立了SMA四折线本构模型．利用SMA超弹滞回耗能特性．提出一种拉压型SMA阻尼器,并给出其最大输出控制力的计算公式．针对某七跨连续刚构桥,分析了桥梁伸缩缝在无限位器、安装钢棒限位器和安装超弹性SMA阻尼器3种情况下的地震位移．结果表明:安装SMA阻尼器后,伸缩缝处相对位移降低80．3％,中跨跨中水平位移和竖向位移分别降低78．8％和65．9％．因此,SMA阻尼器可以有效控制桥梁结构地震位移,对桥段相对位移的控制效果优于钢棒限位器．

SMA阻尼器力学特性的初步试验研究

设计并制作了伸缩式形状记忆合金耗能阻尼器(简记为SMA-SDTEDD),并对此器件进行了实验研究,得出了一批阻尼效果极为显著的实验结果.对试验数据的分析表明:SMA-SDTEDD具有非常显著的阻尼耗能性能,平均等效粘滞阻尼比最大可达到33.56％,最小也有14％,能较好地满足结构被动耗能振动控制的要求;SMA-SDTEDD的阻尼性能与加载频率有关,在低频加载时阻尼性能较好,但随着加载频率的提高,阻尼性能逐步下降;SMA-SDTEDD的阻尼性能与最大行程的大小有关,当最大行程过小或过大时,其等效粘滞阻尼比较小,当最大行程为极限行程的1/2大小时取得最大等效粘滞阻尼比;在多次循环加载时,器件的应力—应变滞回曲线具有整体向上的漂移现象,吻合了其他学者进行的SMA材料试验结果,这一现象的发现提高了此次研究中检测到的试验数据结果的可信度;实验结果与理论分析结果吻合程度较好.

新型SMA阻尼器在古塔抗震监测中的应用

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性滞回耗能特性,设计出一种适合古塔抗震监测的新型SMA阻尼器,通过从试验得出的SMA阻尼器恢复力公式,建立SMA阻尼器电阻特性简化模型,得出其器恢复力和SMA丝电阻之间的关系,再通过安装了SMA阻尼器的受控古塔结构运动方程,算出古塔每个质点的位移,从而判断古塔在地震中的震害情况,实现对古塔的健康监测,为古塔等类似古建筑结构的抗震加固和健康监测提供借鉴。

新型耗能增强型SMA阻尼器设计和滞回耗能性能分析

通过形状记忆合金的材性试验研究其超弹性变形性能,并将其等效拟合为多线性模型,得到其计算参数。提出一种新型耗能增强型SMA阻尼器,说明其构造,阐述其工作原理和设计要点,并介绍阻尼器的设计方法,推导阻尼器的恢复力模型。通过有限元程序对设置该阻尼器的多层钢框架、对角设置SMA拉索的多层钢框架、普通钢框架进行低周反复分析,对比研究了该阻尼器的消能减震能力。研究结果表明:该阻尼器的滞回环非常饱满,耗能能力强,优于对角设置SMA拉索的耗能效果,因此,该新型耗能增强型SMA阻尼器在消能减震领域具有良好的应用前景。

基于SMA阻尼器的大跨斜拉桥最优振动控制分析

提出了SMA阻尼器的一种设计结构,对SMA阻尼器在大跨斜拉桥中的应用进行了研究,通过仿真实验进行了振动控制分析,结果表明,SMA阻尼器性能良好,最优控制策略的有效性,最后给出了进一步研究的方向。

SMA摩擦型阻尼器的研究进展

目前,我国的抗震设计正逐步转向抗震"韧性"设计理念,而形状记忆合金(SMA)自复位阻尼器的研究完全符合"韧性"结构的发展方向.文章以"韧性"抗震为背景,简要介绍SMA的发展历史和材料特性,并对SMA摩擦型阻尼器的研究进展进行综述,最后对SMA自复位阻尼器在消能减震技术领域的应用的优势和不足之处以及未来前景进行分析和总结.

安装SMA环簧阻尼器的钢框架地震响应分析

本文利用ABAQUS模拟设置预紧位移的SMA环簧阻尼器力学性能,采用初始消压荷载修正公式修正了有限元模拟结果。在此基础上,探究了有无预紧位移对SMA环簧阻尼器滞回性能的影响。基于ABAQUS的模拟结果,在开源软件OpenSees中对无控钢框架和安装SMA环簧阻尼器的钢框架进行地震响应时程分析。结果表明:有限元模拟结果能够反映出SMA环簧阻尼器的自复位性能,初始消压荷载修正公式能一定程度减小不完整马氏体相变造成的有限元模拟与试验结果的误差。设置预紧位移后SMA环簧阻尼器的初始刚度、最大承载力和耗能能力明显提高。在相同大小的加载位移下,预紧后的SMA环簧阻尼器展现出更加高效的耗能能力。安装SMA环簧阻尼器能够有效降低结构的地震响应,提高结构的自复位能力,减小震后的残余变形。

基于OpenSees平台的SMA被动阻尼器及其在斜拉桥减震中的应用

基于OpenSees平台编制形状记忆合金SMA(Shape Memory Alloys)可恢复材料的本构关系模型,并将其加入OpenSees材料库;提出一种SMA阻尼器,并将其安装在斜拉桥桥塔与主梁之间,通过数值分析研究SMA阻尼器初始刚度、屈服后刚度以及卸屈比变化对其减震性能的影响;进一步对比不同体系斜拉桥的破坏模式,分析SMA阻尼器对斜拉桥抗震性能的改善,以及SMA阻尼器对斜拉桥残余变形的自恢复效果。

应用SMA阻尼器的巨型框架悬挂结构减震分析

应用形状记忆合金(Shape memory alloy简称SMA)的超弹性和阻尼特性设计了一种新型SMA阻尼器。介绍了这种阻尼器的构造和工作原理;建立了SMA阻尼器的力学分析模型。采用结构动力学有限元方法,分别建立了应用SMA阻尼器控制和无阻尼器控制的巨型框架悬挂结构的三维实体有限元模型,对两种结构体系进行了地震时程分析。结果表明,应用SMA阻尼器控制的结构体系能有效地减小主-子结构的相对和绝对位移、相对和绝对加速度响应。保证了结构的安全性和使用的舒适性,具有很好的减震效果。

SMA新型阻尼器在RAC框架上的减震性能分析

对所选SMA(形状记忆合金)丝材进行了应力-应变关系测定试验,并基于SMA丝材试验结果及相变伪弹性理论,设计一种新型SMA合页型阻尼器,并将其应用于所选RAC混凝土三层框架模型之中。通过ANSYS有限元软件对其进行的地震作用下的结构时程响应分析。结果表明:新型SMA阻尼器是一种较为理想的被动耗能装置,能够有效的减小结构的位移、速度及加速度响应,减震效果明显。

基于SMA阻尼器的输电塔风振控制

根据SMA阻尼器的工作原理和输电塔的振动特性,提出应用SMA阻尼器对输电塔风致振动进行控制。应用有限元软件建立输电塔和阻尼器的有限元模型,基于Matlab软件,采用线性自回归滤波器法模拟随机脉动风荷载的时程样本;应用能量法计算所需阻尼器数量,根据阻尼器的工作原理和输电塔结构特点设计不同的阻尼器布置方案;对不同方案进行结构风致振动瞬态响应仿真,提取各方案控制点位移和加速度时间历程进行比较分析。模拟了多种风荷载,进一步对各方案的控制效果进行了对比分析。结果表明:SMA阻尼器对输电塔风振控制效果较好;将阻尼器布置在塔头上,可有效控制塔顶位移,减振率在28%以上;在塔身上布置阻尼器,可有效控制塔顶加速度,减振率在66%以上。通过综合比较,选出了阻尼器的最佳布置方案。

超弹性SMA丝力学性能试验及新型阻尼器设计

通过大量工况下的超弹性形状记忆合金丝循环拉伸试验,分析不同丝径、循环次数、加载速率、应变幅值、环境温度等因素对超弹性SMA应力应变曲线及各力学性能参数的影响,得出影响SMA超弹性性能的主要因素及变化规律.结果表明,应变幅值和加载速率是影响SMA耗能能力的主要因素,且经一定次数循环拉伸训练后SMA能具备稳定的耗能阻尼性能,是制作阻尼器用于结构振动控制的理想材料.基于应变幅值对SMA丝耗能效果的影响,文章设计了一种位移旋转放大型SMA阻尼器,能放大SMA丝的变形,增强其在结构小位移时的耗能效果.