双凹摩擦摆支座的设计验证及应用

介绍了双凹摩擦摆支座结构组成及特点,分析了其适用场合。通过设计制造一个双凹摩擦摆支座,对其进行有限元分析及实体支座试验,证明了双凹摩擦摆支座经典理论基本正确,优化的屈服后刚度计算公式更准确。在制造及试验过程中发现双凹摩擦摆支座可能发生滑动面交替滑动的现象。双凹摩擦摆支座从位移最远处返回平衡位置的前半程(1/8周期),实测滞回曲线与有限元计算得到的滞回曲线相差较大。这与以往摩擦单摆支座不同,用常规的有限元方法难以充分模拟。本文给出了相应的解释。

双凹摩擦摆支座自治系统及振动特性分析

根据拉格朗日方程导出双凹摩擦摆支座的非线性自治振动微分方程;通过MATLAB对双凹摩擦摆支座的非线性自治振动微分方程进行数值求解,并绘制相平面图;利用非线性理论,对相平面图的拓扑结构做定性分析,判定运动类型、稳定性、奇点的位置、类型等,将双凹摩擦摆支座复杂的动力学行为直观地采用几何方法描述出来,刻划出双凹摩擦摆支座二阶自治系统的振动特性,并得出该系统停滞区、残余位移与系统参数、初始条件的关系式.研究结果表明双凹摩擦摆支座的相轨迹是朝原点趋近的螺线,系统的运动为衰减振动,运动类型属于全局渐进稳定,原点即为奇点,且属于稳定的焦点.

双凹摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究

介绍了双凹摩擦摆隔震支座的基本构成和隔震原理,从力学平衡原理出发对双凹摩擦摆隔震支座进行了理论分析,推导了双凹摩擦摆隔震支座的刚度,分别构造了双凹摩擦摆隔震支座在上下滑动面摩擦系数相同和不同情况下的滞回模型,并探讨了支座的回复特性,得到了其最大残余位移的计算公式.采用ABAQUS软件对双凹摩擦摆隔震支座进行了实体单元建模,数值模拟了低周反复荷载作用下的双凹摩擦摆隔震支座在上下滑动面摩擦系数相同和不同情况下的滞回特性及其回复特性.研究结果表明:①理论分析和数值模拟结果吻合较好,验证了提出的滞回模型和最大残余位移计算公式的正确性;②双凹摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能;③该支座的刚度与上下滑动面的球面半径之和成反比,其隔震周期也仅与半径有关,与上部结构质量无关;④其最大残余位移为上下两滑动面的摩擦系数和球面半径的乘积之和.