可调式微型黏滞流体阻尼器理论与试验研究

研制一种微型可调式黏滞流体阻尼器,提供可以调节的阻尼力。通过不同位移幅值、不同频率以及不同循环的加载试验,研究了可调式黏滞流体阻尼器的耗能参数和工作性能。同时,推导出阻尼力的理论计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明:可调式黏滞流体阻尼器具有良好的耗能性和抗低周疲劳性能,理论计算与试验结果相近,表明文中提出的阻尼器具有较高的工作稳定性,且具有较好的密封性能。

考虑泄漏和温度效应的黏滞阻尼器性能演变研究

黏滞阻尼器作为一种广泛使用的被动减振/震装置,其力学性能在全寿命周期内会发生演变。为探究其力学参数改变模式,揭示其性能演变机理,以油液泄漏和温度效应为主要影响因素开展了试验及仿真研究。首先,对不同漏油程度和环境温度下的黏滞阻尼器分别开展了滞回试验研究和黏温关系分析;其次,对黏滞阻尼器进行了流体动力学仿真,获得其性能演变规律;最后,建立了漏油与温度联合作用下黏滞阻尼器性能演变的力学模型,并对其进行了验证。研究结果表明,油液泄漏将导致滞回圈出现零力平台段,且平台长度与漏油比例成正比;温度升高会导致阻尼系数的减小,从而影响阻尼力峰值;所建立的性能演变模型能够较为精确地反映黏滞阻尼器力学性能的改变。

纳米流体阻尼器对高桩码头抗震性能的影响

为了研究纳米流体材料在降低高桩码头的动力响应、减轻码头震害领域的应用潜力,基于开源有限元计算平台OpenSees,建立了加入阻尼器的高桩码头二维有限元模型,对比分析了传统黏滞阻尼器和纳米流体阻尼器对高桩码头抗震性能的影响,评估了纳米流体材料对高桩码头的减震效果。结果表明:纳米流体阻尼器比黏滞阻尼器具有更好的限制桩顶侧向变形的能力;相比于黏滞阻尼器,纳米流体阻尼器可以更好地降低陆侧桩的桩顶曲率;加入纳米流体阻尼器的码头桩顶耗能小于加入黏滞阻尼器的码头桩顶耗能。

具位移放大机制的流体黏滞阻尼器性能及减震效果分析

为了解决结构层间位移过小对阻尼器性能发挥的影响,依据机械原理,应用齿轮机构,提出了1种新型具位移放大机制的流体黏滞阻尼器,然后根据幂律流体的本构关系,推导了阻尼器力学模型并分析了其耗能减震能力,结果表明该阻尼器耗能能力可放大λ^(1.2)~λ~2倍,其中λ为大小齿轮的直径比。最后选择一12层钢筋混凝土框架结构,分别按不安装黏滞阻尼器、安装普通黏滞阻尼器和安装位移放大2倍黏滞阻尼器3种工况进行多遇和罕遇水准下的时程分析,分析结果表明:安装黏滞阻尼器结构的层间位移角均有不同程度的减小,位移放大2倍黏滞阻尼器减震效果优于位移未放大的黏滞阻尼器,多遇地震水准下的减震效果好于罕遇地震水准下的减震效果;安装位移放大黏滞阻尼器,对顶层的加速度控制效果较其它楼层的好,对层间位移的控制效果好于对加速度的控制效果。

基于黏滞阻尼器的RC框架抗震性能提升设计

基于性能化设计理念,对既有RC框架结构提出了一种基于黏滞流体阻尼器的抗震性能提升设计方法.以大震作用下的结构弹塑性位移作为性能控制目标,利用等价高阻尼弹性位移反应谱,通过迭代进行原结构和减震结构的弹塑性位移响应计算.利用算例展示了不同黏滞阻尼器速度指数减震方案的设计结果,并与工程实践中常用的基于小震工况设计方法结果进行对比.结果表明,所提方法可以实现性能设计目标且避免直接对结构多次进行弹塑性时程分析,设计过程高效快捷.该方法更适合采用低速度指数的黏滞阻尼器,在阻尼器成本和结构大震位移响应相同的情况下,相比速度指数为0.6的减震方案,采用速度指数为0.2的阻尼器在中、小震作用下的结构位移响应可以分别减小16%和30%.

抗风用黏滞流体阻尼器及相关测试

深圳赛格大厦的晃动事件使得抗风用黏滞流体阻尼器重新进入公众视野。目前抗风阻尼器的使用率还没有抗震阻尼器那么高,但也有许多安装了阻尼器的建筑结构工程实例成功地通过了大风的考验,提高了结构的舒适度,达到了设计规范的要求。与抗震阻尼器相比,抗风阻尼器有着某些独特之处。结合深圳恒裕金融中心项目,分别介绍了黏滞流体阻尼器的几项关键技术、抗风用黏滞流体阻尼器的特点、一般性性能测试与抗风专项性能测试的内容,以及安装后抗风效果的实际测试项目的内容与方法。最后提出现行的阻尼器相关规范和标准主要针对结构抗震,对抗风用黏滞流体阻尼器在某些情况下已经不再适用,应该对其进行相应的修改与补充,增加抗风用黏滞流体阻尼器的内容。

采用黏滞流体阻尼器的桥梁支座抗震加固方法

针对桥梁固定支座剪断后地震位移无法控制的问题,提出采用黏滞流体阻尼器(FVD)进行抗震加固的方法。以某连续梁桥为背景,采用非线性时程动力分析方法对FVD的加固方式与参数选取进行分析。结果表明:固定支座有可能在桥墩出现塑性铰之前发生破坏;分散设置FVD可更有效地控制支座地震位移,且对桥墩的地震内力影响不大,可作为桥梁支座剪断后的抗震加固方法;阻尼系数和速度指数是FVD的主要参数,应从抗震加固性能与工程造价两方面进行比选,在满足支座位移与桥墩内力可控的前提下,应选择阻尼系数较小、速度指数较大的FVD进行抗震加固。

基于正交设计的黏滞流体阻尼器性能仿真及参数分析

[目的]研究黏滞流体阻尼器工作时的内部流场分布规律、开孔半径、开孔长度、开孔个数以及活塞直径对阻尼系数和速度指数影响的敏感度。[方法]通过正交设计得到参数设计方案,采用FLUENT软件进行流场仿真计算,以得到流场分布规律及各方案的阻尼系数和速度指数,并计算各结构参数对两者的影响程度。[结果]计算结果表明,黏滞流体阻尼器的内部流场分布基本符合平行平板、圆管内的定常层流运动分布规律。各结构参数对阻尼系数和速度指数的影响程度依次为:开孔半径>活塞直径>开孔个数>开孔长度;开孔半径>开孔个数>开孔长度>活塞直径。[结论]采用正交设计并结合FLUENT流场仿真的方法能够最大限度地减少设计方案的数量,可以节约试验成本,缩短设计周期,具有很高的实际应用价值。

机械可调阻尼系数黏滞流体阻尼器设计与开发

为了满足特定需求,开发了一型机械可调阻尼系数阻尼器。采用第三代黏滞阻尼器技术,结合其出力机理,使用N-S方程推导了阻尼器出力,通过外置阀门调节其开口,实现了阻尼器阻尼系数可调节。在理论与数值仿真基础上,通过样机试验,验证了理论、数值仿真与试验的一致性。所开发的机械可调阻尼系数阻尼器满足工程试验需求。

新型抗冲击型黏滞阻尼器的力学性能研究

现有特大跨桥梁结构横向减震系统在体系转换过程中会产生巨大的冲击力和刚度突变,针对该问题,研发了一种新型抗冲击型黏滞阻尼器。通过落锤冲击试验,模拟剪力销剪断瞬间产生的冲击力,研究冲击力对阻尼器性能的影响。试验结果表明,研发的阻尼器为速度相关型阻尼器;在冲击力作用瞬间,装置的位移量非常小,具有较大的刚度,可保证结构体系的稳定转换;可根据实际工程的需求调整剪切间隙,满足不同阻尼力的需求。从计算流体力学角度,采用Fluent软件的六自由度运动模型结合动网格技术,能够很好地模拟阻尼器的力学性能。引入速度相关系数、间隙系数和调整系数,反映黏滞液的黏度、剪切间隙等因素对阻尼器力学性能的影响,提出了新型抗冲击型黏滞阻尼器的力学模型,用于指导阻尼器的初步设计。

附加黏滞阻尼器减震结构基于性能的抗震设计方法

本文以位移设计方法的概念为主,结合能力谱法提出附加黏滞流体阻尼器结构基于位移的初步设计方法。首先讨论了减震结构基于性能设计方法的实现途径并加以比较;其次定量研究了使用加速度反应谱转换为位移反应谱的条件,分析指出真实位移反应谱(均值)与转换得到的位移反应谱随着场地特征周期的增大,两者之间的差值逐渐增大;在场地条件相同的情况下,阻尼比越大两者的差异也越大。最后结合我国抗震设计规范,给出了主体结构保持弹性状态时,非迭代法确定附加黏滞流体阻尼器的减震结构设计流程。非线性时程分析结果表明该设计方法实用、有效。

新疆某既有框剪结构黏滞阻尼器减震加固设计

以新疆某12层钢筋混凝土框架剪力墙结构为例,采用消能减震技术进行加固改造,并进行了弹塑性动力时程分析。结果表明:首层剪力明显减小,X、Y方向层间位移均有不同程度的减小,因此,采用黏滞流体阻尼器使得该结构的抗震性能得到提升,满足现有抗震规范的要求。

缸式黏滞阻尼器力学性能的理论与试验研究

简述缸式黏滞阻尼器的结构和力学分析模型;基于幂律流体理论对双出杆黏滞阻尼器的阻尼系数与设计参数的关系进行分析,推导出幂律流体模型的计算阻尼系数表达式;利用MTS对其进行力学性能试验研究,试验结果与计算结果吻合;提出黏滞阻尼器的力学性能试验分析设计与方法。

某教学楼框架结构的黏滞阻尼器减震加固设计

介绍了位于抗震设防烈度Ⅶ度区的某中学6层教学楼所采用的黏滞流体阻尼器的消能减震加固的计算和设计.该教学楼为现浇混凝土框架结构,考虑到其建筑使用功能和抗震要求,在1～6层优化布置了52套黏滞流体阻尼器,时程分析结果表明：黏滞流体阻尼器可大量耗散地震动能量,显著降低了结构的地震响应.

装配整体式混凝土高层建筑结构黏滞阻尼器减震设计

上海某装配式高层建筑,预制率不低于45%,结构体系采用设置黏滞阻尼器的装配整体式钢筋混凝土框架结构。时程分析结果表明:多遇地震作用下,附加黏滞阻尼器结构较常规结构的首层地震剪力平均减小约35%,最大层间位移角平均减小约40%,黏滞阻尼器的平均耗能比例高达64%,黏滞阻尼器消能减震效果明显;罕遇地震作用下,结构最大层间位移角为1/158,结构屈服机制合理,结构塑性变形满足"生命安全LS"性能目标,结构构件的损伤程度轻,大震下结构抗震性能良好。

设计参数对非线性黏滞阻尼器的力学性能影响研究

为研究不同设计参数对黏滞阻尼器性能的影响,对二甲基硅油进行剪切试验,得到粘度和剪切应力随剪切速率的变化曲线。设计了27组不同参数的黏滞阻尼器,采用ICEM CFD建模和网格划分,导入FLUENT软件对其进行分析,研究了缸筒内径、活塞杆直径、活塞厚度、阻尼孔直径、间隙大小、阻尼孔数量、硅油粘度七个参数对黏滞阻尼器耗能性能的影响及规律。研究结果表明:缸筒内径和活塞杆直径影响阻尼器内部腔体硅油容量,活塞速度一定时,腔体硅油容量越大,阻尼器出力和阻尼系数越大;活塞厚度影响阻尼孔和间隙的长度,活塞厚度越大,阻尼器出力和阻尼系数越大;阻尼孔直径、阻尼孔数量和间隙大小影响活塞上硅油流通面积的大小,活塞速度一定时,流通面积越大,阻尼器出力和阻尼系数越小,阻尼孔直径和阻尼孔数量主要影响速度指数的变化,对阻尼系数影响较小,间隙大小对阻尼系数影响较大;粘度越大,阻尼器出力和阻尼系数越大,速度指数越小。

黏滞阻尼减震系统的性价比

将黏滞流体阻尼器耗能与减震系统造价之比定义为减震性价比,以此作为衡量指标,能客观地表征减震系统的能效。为提高减震系统的性价比,文章给出了优化阻尼器参数、加大阻尼器两端位移、优选支撑材料、采用位移放大机构等措施,并建议采用系统化的减震技术解决方案。文章可用于提高黏滞阻尼减震技术应用水平。

中国和欧盟阻尼器检测标准比较

国内阻尼器工程应用越来越多,阻尼器生产和应用时需要进行型式检验和出厂检验。中国和欧盟均制定了阻尼器产品检验标准,但在检测参数、检测方法和数据处理等方面存在一些差异,有些参数的检测还存在一些困难和争议,通过比较研究,指出中欧阻尼器检测标准的异同点,并分析各自的特点。以应用量较大的位移型软钢阻尼器和速度型黏滞流体阻尼器为例,比较中国和欧盟检测标准的异同点,内容包括检测方法、检测设备和数据处理方法等,提出一些对现有检测标准的改进建议,供同行参考。

相邻建筑连接阻尼器的减振控制分析

对15层主结构与7层次结构的两相邻框架剪力墙模型结构在三个不同位置连接黏滞流体阻尼器,输入三种振动台地震波及三种不同加速度峰值,以主结构顶层最大相对位移最小为优化目标,寻求出三种阻尼器连接位置对应的最优阻尼系数,并对两相邻结构进行地震反应分析。结果显示,当阻尼器选择合适的安放位置和合理的阻尼参数时,主、次结构的地震反应都会有一定程度的降低,从而起到较好的减震效果。

连接相邻结构的黏滞流体阻尼器性能研究

对近断层地震作用下连接相邻结构的非线性黏滞流体阻尼器的控制效果和性能进行了研究.根据阻尼器布置位置的不同共定义了3种分析工况.首先确定了各工况耦联结构耗能体系的动力响应;其次通过参数化研究得到了各工况中阻尼器的优化阻尼系数;最后基于阻尼器的最大输出力和最大冲程,对阻尼器的性能进行了详细的评价.研究表明:不同布置方式下阻尼器的优化阻尼系数大致相同;目前的技术条件可以满足不同布置方式下所需阻尼器的最大输出力和最大冲程.