形状记忆合金金属橡胶阻尼器防高墩桥梁地震碰撞振动台试验研究

为研究形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)金属橡胶减振器防高墩桥梁地震碰撞效能,采用ElCentro、Taft和人造地震动,进行了高墩桥梁钢模型地震碰撞试验和防高墩桥梁钢模型试验(设置SMA金属橡胶阻尼器),详细对比分析了SMA金属橡胶阻尼器控制效能.结果证明,由于SMA金属橡胶具有良好的阻尼性能,且其随变形的增加刚度增大,故SMA金属橡胶阻尼减振器能有效地减轻高墩桥梁地震碰撞效应,起到限位器的作用.

形状记忆合金金属橡胶自回复减震(振)器的性能试验研究

形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metal Rubber,SMAMR)是在金属橡胶基础上改进的一种新型减振材料,在减震(振)器发生塑性变形之后,形状记忆合金金属橡胶可以通过加热诱发金属橡胶中的形状记忆合金丝发生相变,从而达到变形自回复的目的。本文通过对8个金属橡胶试件的静力和动力压缩试验研究发现,形状记忆合金金属橡胶力学性能稳定,并且形状记忆合金金属橡胶减震(振)器的塑性变形可以通过升温进行自回复,而不需要更换新的减震设备。

设有形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力,利用形状记忆合金(SMA)材料的相变伪弹性性能,研制了一种SMA自复位隔震阻尼器,并将其与叠层橡胶垫联合应用,提出了一种新的自复位隔震装置.为了验证这种新型隔震装置的有效性,文中根据SMA材料的热力学本构关系,建立了有关热力学非线性方程的求解方法,并通过对这种隔震装置力学特性的深入研究,提出了相应的力学分析和计算模型,同时依据剪切型层模型理论,编制了这类隔震结构的弹塑性时程分析程序,进行了一些工程实例的计算分析.研究结果表明,这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响,而且还具有很好的震后自复位能力,为进一步研究自复位隔震装置的特性及层间隔震技术奠定了理论基础.

悬臂梁根部金属橡胶减振器阻尼性能的实验研究

本文拓展金属橡胶减振材料的应用领域，对其用于悬臂梁根部进行减振进行了研究。实验中对不同金属丝材料，不同的压紧密度，以及不同的安装位置等进行了实验考查，实验结果表明适当的调节金属橡胶的结构参数，将有效地提高其对悬梁的减振效果。

金属橡胶外环自适应式挤压油膜阻尼器实验研究

为改善挤压油膜阻尼器(SFD)油膜力高度非线性的不足,提出了一种新型的金属橡胶外环自适应式挤压油膜阻尼器(ASFD/MRR),利用金属橡胶(MR)的弹性变形来调整油膜间隙,与SFD相比,ASFD/MRR能明显抑制双稳态跳跃等非线性振动现象的发生,具有良好的减振性能。

金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对磁轴承转子系统不平衡振动的影响

在磁悬浮轴承柔性转子系统中同时引入金属橡胶环和磁悬浮阻尼器,通过理论计算和系统高速旋转实验分析了金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对系统不平衡振动的影响。研究结果表明:在一定范围内,转子在第一阶弯曲模态频率处的振动随金属橡胶环刚度和阻尼的变化而明显改变;同时引入金属橡胶环和磁悬浮阻尼器可显著减小转子在前两阶弯曲临界转速运行时的振幅,有助于简化磁轴承的控制策略,保障系统安全稳定的运行。

支承发动机管路的金属橡胶阻尼器隔振性能研究

研究了金属橡胶阻尼器的干摩擦阻尼性能,以及不同参数对金属橡胶阻尼器的阻尼特性的影响.实验表明,金属橡胶阻尼器的成型密度、安装后的相对变形量、构件的制作工艺等参数对阻尼器的阻尼性能有着不同程度的影响.在研究中,针对一定的基本参数得到了一系列优化参数.实验结果为金属橡胶材料在航空发动机管路支承中的应用提供了理论和实验依据.

一类金属橡胶阻尼器的建模与参数识别

研究了一类金属橡胶阻尼器的非线性特性,根据实验数据建立了具有迟滞非线性特性的阻尼器力学模型,通过实验获得了金属橡胶阻尼器特性数据,并提出了两种识别阻尼器迟滞恢复力参数的方法:二维拉格朗日插值法和人工神经网络方法。研究结果表明:拉格朗日插值法可以保证实验值与理论值在插值结点完全重合,具有较高的精度;人工神经网络具有较快的训练速度和很强的学习功能。通过将实验数据与理论计算数据进行对比表明,本文提出的两种方法都可以取得较好的识别效果,曲线拟合的均方差较小,在提高识别效率的同时保证了计算精度。

金属橡胶挤压油膜阻尼器阻尼性能分析

为了降低发动机转子高速旋转产生的振动, 提高发动机的使用寿命, 设计了一种端部安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器, 并在π油膜假设条件下, 利用斯托克斯方程和雷诺方程, 给出了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的流量表达式以及非线性油膜力的近似表达式。通过传统短挤压油膜阻尼器和新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的流量特性和油膜力特性的对比分析, 表明新型金属橡胶挤压油膜阻尼器具有更好的阻尼性能和良好的节流特性。并通过试验证明了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器具有更好的阻尼减振效果。

金属橡胶阻尼器在转子系统中的应用

对带鼠笼式弹支和金属橡胶阻尼器的氢涡轮泵转子进行了试验研究。作为组合支承,金属橡胶阻尼器有它独特的优点,应用在氢涡轮泵转子上,其减振效果很明显。从接近一阶临界转速的试验来看,加阻尼器时转子系统的振动较未加阻尼器可降低90%左右。并与理论计算结果进行了对比,对比表明,其中两个临界转速点有很好的一致性。与其它类型的减振器相比,其制作工艺、安装条件几乎不受任何限制。

采用金属橡胶节流环的挤压油膜阻尼器的流量特性分析

利用弹性多孔金属橡胶材料耐高温、高压、超低温的特性以及良好的渗流性能, 设计了一种端部安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器, 并对其进行了流量特性分析, 分析结果表明: 新型挤压油膜阻尼器比传统的挤压油膜阻尼器具有更好的节流特性。

金属橡胶-钢丝绳索型减摆阻尼器动力学建模与参数识别

研制了一种直升机旋翼系统金属橡胶—钢丝绳索减摆阻尼器,对其建立了非对称弹性黏性阻尼双折线迟滞恢复力模型,利用Fourier级数展开法对模型作线性化处理,基于力—位移迟滞回线中恢复力各个成分关于位移的对称关系,设计了一种参数分离的物理参数识别算法,数值仿真显示算法精度和抗噪性高,采用振幅3．2 mm,频率3 Hz的正弦位移载荷激励减摆器时,实测结果的计算表明模型及算法可用于实际研究。

金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器的阻尼测试

采用电液伺服材料试验机的位移加载方式,对金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器进行动态试验研究。基于耗能相等原则及正交函数的性质,提出一种精度高、便于工程应用的粘弹等效阻尼测试方法,该方法可以通过实测耗能器恢复力数据方便地计算出损耗因子。依据这一方法对耗能器进行测试,结果表明金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器具有很好的阻尼减振性能。

往复式压缩机基础位置金属橡胶阻尼器仿真研究

根据往复式压缩机中隔振器所用材料——金属橡胶的非线性特点,建立其数学模型,采用Solidworks和Ansys软件相结合的方式,对金属橡胶阻尼器进行等效建模、仿真分析,并校核其强度。

金属橡胶阻尼器对强震下大跨度网壳的减振控制研究

目的为提高大跨度网壳在强震作用时的抗倒塌能力,提出了金属橡胶阻尼器.方法将阻尼器引入到大跨度网壳中进行了强震下大跨度网壳减振控制,以凯威特网壳为例,利用IDA法对比分析未受控状态和阻尼器不同布置方式的控制状态的速度及结构整体倒塌临界荷载,其中阻尼器布置分为斜杆布置、环杆布置、混合布置.结果3种布置金属橡胶阻尼器方式分别降低网壳顶点的竖向速度时程响应约30.3%、28.7%、31.6%;同时环杆布置阻尼器时阻尼器用量相对较合理,降低地震对结构的破坏及提高结构抗倒塌能力程度最大,提高结构倒塌的临界荷载值大约29.6%.结论3种阻尼器布置方式的降低网壳顶点的竖向速度时程响应效果相当,选用环杆布置金属橡胶阻尼器进行大跨度网壳的减振控制效果较好.布置金属橡胶阻尼器可以很好地降低地震波对网壳的破坏,对结构抗倒塌能力的提高显著.

SMA金属橡胶阻尼器的减振性能及其在防高墩桥梁地震碰撞中的应用

通过伪静力试验探讨了加载频率和位移幅值对形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)金属橡胶阻尼器中SMA金属橡胶元件的刚度和阻尼特性等力学性能的影响,结果表明,SMA金属橡胶刚度随加载频率和位移幅值的增大而增大,能量耗散系数Ψ基本不受加载频率影响但随位移幅值的增大而减小。通过地震模拟振动台试验探讨了SMA金属橡胶阻尼器的减振效能,然后针对高墩桥梁,在考虑行波效应的地震多点激励作用下,对比分析未设置和设置防碰撞阻尼器的高墩桥梁非线性地震反应,研究其在地震作用下的控制效能,结果表明,防碰撞阻尼器可以有效防止主梁与主梁之间以及主梁与挡块之间的地震碰撞,并限制了桥墩的位移,从而减轻桥墩的地震破损,因此在高墩桥梁碰撞位置(伸缩缝处或接缝处)设置防碰撞阻尼器有助于提高桥梁整体抗震性能,但设置防碰撞阻尼器有可能增加主梁地震破损的可能性以及桥梁支座反应的不确定性。

用于阻尼器结构不锈钢丝金属橡胶元件力学性能试验研究

为研究金属橡胶材料用作土木工程结构消能减震阻尼器的力学性能,本文针对不同成型密度的金属橡胶阻尼元件,分别在静力、动力荷载作用下进行了压缩性能试验,测试加载幅值、循环加载次数、元件成型密度、动力加载频率等因素对金属橡胶元件阻尼耗能的影响规律。研究结果表明,金属橡胶材料有着良好的弹性和阻尼特性,其滞变耗能能力随着成型密度、加载幅值的增加而增大;加载频率和加载次数对金属橡胶滞变性能几乎没有影响。

金属橡胶耗能减震阻尼器参数确定方法

金属橡胶是一种新型的弹性材料,它由0Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈钢丝卷成弹簧卷经过编织和冲击压缩制造而成,既具有所选金属固有的特性,又具有类似橡胶的弹性。根据已建立的金属橡胶材料应变硬化特性的折线本构模型,通过对已建立的12层剪力墙连续梁无控结构有限元模型,使用静力弹塑性分析方法,进行静力推覆法分析,得到结构整体性能屈服点,确定金属橡胶阻尼器的长度、面积等基本参数。为下一步设计不同金属橡胶阻尼器特征参数,分析的特征参数对安装耗能器结构的地震反应及损伤的影响规律奠定基础。

含形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力,本文利用形状记忆合金(SMA)材料在相变伪弹性阶段具有较好阻尼性能这一特点,采用SMA自复位阻尼器与常规叠层橡胶垫组合成自复位隔震装置。根据SMA材料相变伪弹性的本构模型,对SMA自复位阻尼器在反复循环荷载下的力学行为进行了数值模拟,得到了相应的滞回耗能曲线。提出了一种针对SMA自复位阻尼器的分段线性化恢复力模型,并依据剪切型层模型理论,编制了设有SMA自复位阻尼器隔震结构在地震作用下的弹塑性时程分析程序,对设有这种新型隔震装置工程结构进行地震反应分析。分析结果表明,这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响,而且还具有很好的震后复位能力,因此具有较好的工程应用前景。

某飞行器用金属橡胶材料抗冲击实验研究

以某飞行器控制部件抗冲击金属橡胶隔振器的具体需求为背景,设计了一种新型金属橡胶抗冲击阻尼器。通过对金属橡胶阻尼器抗冲击系统分析,对该抗冲击系统进行了建模与实验研究,设计了冲击实验方案,并给出了实验结果及其频谱分析。研究结果表明金属橡胶阻尼器能够有效地对冲击载荷进行隔离,为实际应用阻尼器改善飞行器抗冲击能力提供了依据。