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安装形状记忆合金减震系统的斜拉桥地震响应分析
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作者 王晓冬 范金国 +2 位作者 王宇霄 郑越 姜宇飞 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第4期157-168,共12页
形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)具有超弹性效应和形状记忆效应,被逐步应用于土木工程领域。基于SMA材料的超弹性能,提出一种减震限位装置。将该装置通过销轴分别与桥梁的上、下部结构相连,使其在水平方向发挥限位减震的作用,保... 形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)具有超弹性效应和形状记忆效应,被逐步应用于土木工程领域。基于SMA材料的超弹性能,提出一种减震限位装置。将该装置通过销轴分别与桥梁的上、下部结构相连,使其在水平方向发挥限位减震的作用,保护桥梁结构在地震作用下免遭破坏。首先通过进行SMA单索和减震限位装置的拟静力荷载试验,得到SMA拉索和减震限位装置的本构关系模型;随后选择一座主跨为360 m的斜拉桥,在OpenSeesPy软件中建立有限元模型,分别将采用0、5、10、15、20、30、40、50根SMA拉索的减震限位装置添加到斜拉桥模型,选取了7条远场和7条近场脉冲地震动进行了斜拉桥的地震响应分析。研究结果表明,随着SMA拉索数量的增加,斜拉桥主梁最大位移依次减小,但主塔塔底最大曲率依次增加。当采用10根SMA拉索时,在远场和近场脉冲地震动作用下,主梁平均最大位移分别减小了51.8%和36.8%,塔底平均最大曲率分别增加了5.1%和16.0%,因此,可以通过增加较小主塔曲率的方法实现主梁位移的大幅度降低。 展开更多
关键词 桥梁抗震 动力分析 形状记忆合金 减震装置
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高效吸能合金钢耗能限位装置力学性能及减震效果研究 被引量:1
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作者 魏思斯 耿波 +2 位作者 杨德举 何沛建 郑植 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期190-200,共11页
为提高梁式桥的抗震性能,减少落梁震害的出现,利用高效吸能合金钢这种延伸率高达68%、断裂强度高达564 MPa的新型航天材料,研发一种新型耗能限位装置。首先,对组成该装置的高效吸能合金钢拉杆及波纹钢管的力学性能进行有限元分析及试验... 为提高梁式桥的抗震性能,减少落梁震害的出现,利用高效吸能合金钢这种延伸率高达68%、断裂强度高达564 MPa的新型航天材料,研发一种新型耗能限位装置。首先,对组成该装置的高效吸能合金钢拉杆及波纹钢管的力学性能进行有限元分析及试验研究,分析各设计参数对其力学性能的影响。然后设计并制作高效吸能合金钢耗能限位装置试验件,进行拟静力试验。最后将该装置应用于一座三跨简支梁桥,分析其对桥梁地震响应的影响。根据有限元计算与试验研究结果,高效吸能合金钢耗能限位装置滞回曲线为滑动的纺锤形,整体形状较为饱满,具有较好的耗能能力。该装置在地震作用下能滞回耗能,将台梁及墩梁相对位移降低至少50%,避免了梁台及梁梁碰撞的发生,起到了防碰撞防落梁的效果。 展开更多
关键词 耗能装置 防落梁防碰撞 高效吸能合金 试验研究 元分析
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采用超高性能混凝土和限位装置的斜拉桥易损性分析 被引量:1
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作者 郑越 王宇霄 +1 位作者 郭军军 李方元 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1845-1858,共14页
斜拉桥作为交通网络中控制性的重要节点,在强震作用下其钢筋混凝土塔柱易产生塑性破坏,从而延误灾后应急救援工作的开展。基于此提出了一种既采用新型材料又采用新型限位装置的斜拉桥结构体系,用于提升斜拉桥的抗震韧性,在仅采用形状记... 斜拉桥作为交通网络中控制性的重要节点,在强震作用下其钢筋混凝土塔柱易产生塑性破坏,从而延误灾后应急救援工作的开展。基于此提出了一种既采用新型材料又采用新型限位装置的斜拉桥结构体系,用于提升斜拉桥的抗震韧性,在仅采用形状记忆合金(SMA)拉索限位装置的普通斜拉桥基础上将塔柱中容易损伤的塑性铰区普通混凝土采用超高性能混凝土(UHPC)代替,分别建立普通斜拉桥与新型韧性斜拉桥的有限单元模型,在远场和近场地震波的作用下分别开展桥梁构件和结构体系的易损性分析。研究结果表明:同时采用UHPC和SMA拉索限位装置的斜拉桥仅需增加少许成本即可大幅提高斜拉桥结构体系的易损性,极大地拓展了UHPC材料和SMA拉索限位装置的应用场景。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 形状记忆合金(sma)耗能装置 斜拉桥模型 易损性分析
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村镇建筑带限位装置滑移隔震系统的滞回耗能影响因素分析 被引量:2
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作者 孙敏 童丽萍 海然 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2016年第2期204-208,共5页
以村镇建筑为研究对象,以能量法为基础,提出了滞回耗能比的概念,计算了结构在地震作用下的滞回耗能比,探讨了系统参数对滞回耗能比的影响,以此来分析带限位装置滑移隔震系统的村镇建筑的隔震层滞回耗能特性。研究表明:摩擦系数对滞回耗... 以村镇建筑为研究对象,以能量法为基础,提出了滞回耗能比的概念,计算了结构在地震作用下的滞回耗能比,探讨了系统参数对滞回耗能比的影响,以此来分析带限位装置滑移隔震系统的村镇建筑的隔震层滞回耗能特性。研究表明:摩擦系数对滞回耗能比影响显著,刚度比、上部结构固有周期和限位装置的第2阶段刚度系数对滞回耗能比有一定的影响,而质量比和限位装置的屈服位移对滞回耗能比影响不显著。 展开更多
关键词 村镇建筑 装置的滑移隔震系统 能量法 滞回耗能
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大跨度中承式铁路拱桥缓冲限位耗能装置研究 被引量:6
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作者 董俊 曾永平 +3 位作者 陈克坚 宋随弟 庞林 张云泰 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第12期85-90,共6页
为研究适用于大跨度中承式铁路拱桥的限位减震耗能装置,保证高速列车的行车安全。基于弹塑性力学、材料力学等计算理论,建立大跨铁路桥梁缓冲限位耗能装置的简易设计方法,并运用MATLAB软件开发相应的设计软件。以郑万高铁某大跨中承式... 为研究适用于大跨度中承式铁路拱桥的限位减震耗能装置,保证高速列车的行车安全。基于弹塑性力学、材料力学等计算理论,建立大跨铁路桥梁缓冲限位耗能装置的简易设计方法,并运用MATLAB软件开发相应的设计软件。以郑万高铁某大跨中承式拱桥为工程背景,开展该桥限位耗能装置的关键设计参数研究,并利用ANSYS建立装置实体有限元模型,分析其力学性能及滞回耗能曲线。研究结果表明:建立的缓冲限位耗能装置简化设计方法正确,设计过程简便;设计的装置能够较好地控制列车牵引制动力引起的梁端位移,满足高速铁路对行车安全的要求。 展开更多
关键词 铁路桥 中承式拱桥 耗能装置 弹塑性力学 元法
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耗能型拉索式限位装置Ⅱ型控制管的研究
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作者 邢心魁 林揽日 +2 位作者 覃荷瑛 宁博宏 丁家玮 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2021年第3期48-56,72,共10页
在桥梁上部结构安装限位装置是防止桥梁主梁在强地震作用下坠落的一种有效途径。Ⅰ型控制管为耗能型拉索式限位装置的主要吸能部件,为了解决Ⅰ型控制管在工作性能上的不足,本文提出了填充铝蜂窝材料的Ⅱ型控制管。首先阐述了Ⅱ型控制管... 在桥梁上部结构安装限位装置是防止桥梁主梁在强地震作用下坠落的一种有效途径。Ⅰ型控制管为耗能型拉索式限位装置的主要吸能部件,为了解决Ⅰ型控制管在工作性能上的不足,本文提出了填充铝蜂窝材料的Ⅱ型控制管。首先阐述了Ⅱ型控制管的构造和工作原理,并提出了其主要工作部件的设计方法,其次通过ANSYS模拟了7种不同规格Ⅱ型控制管的冲击过程,分析管内铝蜂窝材料相对密度、层间高度、底部外径以及冲击速率对吸能特性的影响规律,最后引用吸能评价指标对Ⅱ型控制管的吸能性能进行综合评价,同时与Ⅰ型控制管进行了比较。结果表明:填充了铝蜂窝材料的Ⅱ型控制管相较于Ⅰ型控制管在综合吸能性能上有了显著的提高,其在冲击后期能够消耗更多的能量,减小装置损伤程度;铝蜂窝材料相对密度、层间高度、底部外径、冲击速率对Ⅱ型控制管的综合吸能性能有显著影响。 展开更多
关键词 耗能型拉索式装置 铝蜂窝材料 Ⅱ型控制管 元分析 吸能特性
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带限位的SMAS-TMD系统减震控制研究
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作者 马慈航 杨宇航 +1 位作者 雷云程 黄斌 《建材世界》 2021年第3期79-81,共3页
围绕一种带限位装置的形状记忆合金螺旋弹簧-调频质量阻尼器(SMAS-TMD)展开研究。结果表明,在适当的限位间距下,带限位的SMAS-TMD体系不仅具有良好的减震效果,而且能够满足有限空间的限制。
关键词 形状记忆合金 sma螺旋弹簧 TMD
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基于SMA阻尼器的大跨桥梁地震位移控制分析
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作者 邢德进 李忠献 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期94-98,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 形状记忆合金 sma阻尼器 伸缩缝 地震
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基于SMA的风机塔架结构风致振动控制研究 被引量:11
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作者 阎石 于君元 +1 位作者 牛健 王伟 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期159-164,共6页
随着风力发电机塔架高度的增加及叶片尺寸的增大,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。构建了双线性SMA滞回模... 随着风力发电机塔架高度的增加及叶片尺寸的增大,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。构建了双线性SMA滞回模型,并集成到Abaqus软件中。以功率1.5 MW的大型风力发电机塔架为例,建立了SMA-风机塔架结构整体分析有限元模型,对其动力性能进行了研究,并做了风荷载响应及振动控制分析。结果表明,与无控状态时相比,装有SMA耗能装置的塔架顶层最大位移和加速度分别减小45%和31%,所提出的SMA耗能减振装置能够有效地控制塔架结构的动力响应。 展开更多
关键词 形状记忆合金(sma) 耗能减振装置 结构振动控制 风机塔架结构
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工程结构的SMA超弹性阻尼研究 被引量:6
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作者 倪立峰 李爱群 左晓宝 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期168-171,共4页
分析了形状记忆合金 (SMA)超弹性阻尼减振技术的机理 ,介绍了国外对于形状记忆合金超弹性阻尼的研究成果 .通过试验研究了温度、加载频率、循环次数及预变形等因素对国产NiTi合金丝的超弹性阻尼的影响 .研究结果表明 :①形状记忆合金的... 分析了形状记忆合金 (SMA)超弹性阻尼减振技术的机理 ,介绍了国外对于形状记忆合金超弹性阻尼的研究成果 .通过试验研究了温度、加载频率、循环次数及预变形等因素对国产NiTi合金丝的超弹性阻尼的影响 .研究结果表明 :①形状记忆合金的超弹性温度区间在 5 0℃左右 ,阻尼性能对温度的敏感性较小 ;②加载频率对形状记忆合金的超弹性阻尼有一定影响 ,但在工程结构常用的频率范围内基本保持稳定 ;③循环次数在一定程度上影响形状记忆合金的超弹性行为 ,但在数个循环周期以后 ,基本趋于稳定 ;④通过施加预应变 ,形状记忆合金的超弹性阻尼性能大为改善 .因此利用SMA的超弹性阻尼特性可以研制出性能良好的耗能减振装置 。 展开更多
关键词 土木工程结构 形状记忆合金 sma 超弹性阻尼 减振技术 振动 耗能减振装置
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基础滑移隔震房屋结构设计与工程应用的理论研究 被引量:14
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作者 熊仲明 俞茂宏 +3 位作者 王清敏 丰定国 税浩旭 税国斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期50-54,88,共6页
本文进行了隔震体系限位耗能元件的弹塑性分析 ,利用多层砖房的足尺结构进行了滑移结构动力特性试验。通过对隔震房屋有限位装置的恢复力特性的研究 ,提出了多层砖房隔震结构的恢复力计算模型 ,编制了隔震结构的分析程序 ,提出了基础滑... 本文进行了隔震体系限位耗能元件的弹塑性分析 ,利用多层砖房的足尺结构进行了滑移结构动力特性试验。通过对隔震房屋有限位装置的恢复力特性的研究 ,提出了多层砖房隔震结构的恢复力计算模型 ,编制了隔震结构的分析程序 ,提出了基础滑移隔震房屋结构设计的构造措施和减震效果试推检验方法。实际工程算例表明 ,滑移隔震结构较基础固定结构有较好的抗震性能 ,在设计中可降低设计烈度二度进行隔震设计。 展开更多
关键词 基础滑移 隔震房屋 结构设计 耗能元件 砖房 足尺结构 动力特性 装置 恢复力特性
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