多维形状记忆合金阻尼器的设计及性能研究

一种新型超弹性形状记忆合金(SMA)阻尼器被提出.该阻尼器能够承受平面内、平面外以及扭转方向的荷载作用,用于结构减震或隔震中,可实现多维被动控制.描述了阻尼器的结构及工作原理,通过力学分析建立了理论模型;利用Matlab程序计算了阻尼器各个方向的滞回曲线,并分析了位移方向、位移幅值以及SMA丝长度(或外、内筒直径比)对其滞回特性的影响.

多维减振阻尼器力学性能研究

大跨空间结构由于结构布局的多维性和所受荷载的多维性,其结构响应具有明显的多维特征。对于单层网格形式的大跨空间结构,其结构构件通常受"弯矩-轴力"多维内力组合作用,与桁架形式的大跨空间结构中仅受轴力的杆件有很大区别。为此提出了一种适用于大跨空间结构的多维减振阻尼器,其具有同时提供轴向、弯曲等多维刚度和减振效果的特征。针对该阻尼器力学性能进行分析,推导了阻尼器的多维刚度公式。采用MATLAB编制程序求解理论公式,并与ABAQUS仿真结果进行了对比。对其静力性能进行验证,并探讨了多维减振阻尼器的动力耗能能力以及在大跨空间结构中的减振效果。研究结果表明:多维减振阻尼器在受静力作用时具有轴向、弯曲等多维刚度,从而减少因替换杆件对结构造成的削弱;在动力荷载作用下,耗能性能良好,可以为大跨空间结构提供有效多维减振;采用多维减振阻尼器替换杆件后,结构节点的竖向位移峰值降幅达43.3%,竖向加速度峰值降幅47.1%。