一种基于改进超弹性Zener模型的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型

目前高阻尼橡胶隔震支座已在土木工程中得到广泛应用,但由于高阻尼橡胶隔震支座的材料组成成分比较复杂,特别是大量阻尼材料的采用导致支座的应力应变关系与其加载速度相关,而目前的支座本构模型很难精确地模拟这种力学特性。因此该文从高阻尼支座的橡胶材料特性出发,提出了一个基于改进超弹性Zener模型的高阻尼支座本构模型,该模型由两个超弹性弹簧和一个非线性阻尼器单元组成,能够精确表达高阻尼支座的速度相关性。在模型中,对超弹性弹簧建立新的应变能函数,并通过附加刚度系数α来模拟高阻尼橡胶材料的初始刚度。通过高阻尼橡胶材料的多步松弛试验和在不同速度下的循环剪切试验来识别模型中的参数。通过支座试验验证了提出的模型,运用基于速度控制的实时子结构试验系统分析了某隔震桥梁在地震作用下的动力反应,并基于试验结果对该文提出的本构模型在隔震结构非线性分析中的准确性进行了验证。

速度控制型实时子结构实验系统

主要研究基于速度控制法的实时子结构实验系统.与传统的基于位移控制的实时子结构实验系统相比,本实验系统运用高速数字信号处理器,对信号实时采集、传输、逻辑判断与控制,使控制与计算程序简洁化,有效减少了时滞误差;同时,在实验系统中运用OS(operator splitting)数值积分法及相应的实验误差校正法,控制加载装置的速度;在实验系统中充分考虑隔震橡胶支座的速度相关性,可详细地研究橡胶隔震支座对桥梁结构的隔震效果.