基于高阻尼纳米复合材料的直角型黏弹性阻尼器的数值模拟

为提高装配式钢结构梁柱节点的抗震性能,首先通过熔融共混法制备高阻尼性能纳米偏高岭土/氟橡胶(Nano-metakaolin/Fluororubber,NMK/FKM)复合材料,并对该新型材料进行4种频率下的动态力学性能试验和静态力学试验,然后以NMK/FKM纳米复合材料为核心耗能材料,对所提出的直角型黏弹性阻尼器进行ABAQUS有限元模拟分析。研究结果表明:当频率为1.5 Hz时,NMK/FKM纳米复合材料宽阻尼温域和TA值皆达到峰值,该工况下材料的阻尼性能最佳;直角型黏弹性阻尼器表现出刚度随位移幅值的增大而增大的动力特性;当频率为0.5、1.0和1.5 Hz时,阻尼器滞回特性表现出非线性特征,当频率升至2.0 Hz时,滞回特性则为线性。随着黏弹性材料层厚度的增大,滞回环面积、阻尼器刚度和最大阻尼力逐渐减小;随着高跨比的增大,阻尼器耗能性能提升。通过调整阻尼器的高跨比和阻尼材料层厚度,可以进一步提高直角型阻尼器的动态响应。