筋腱连接器球形橡胶轴承刚度仿真与试验

为深入研究橡胶材料及结构参数对球形橡胶轴承刚度性能的影响,采用有限元方法对5种不同材料或结构的球形橡胶轴承进行分析研究,完成了球形橡胶轴承的压缩与摆动试验.对相应橡胶材料进行了材料试验,使用Abaqus/Standard建立橡胶轴承的二维轴对称模型和1/2三维模型,用Neo-Hooke、Mooney-Rivlin和Yeoh超弹性本构模型进行仿真.进行橡胶轴承的压缩与摆动试验,对有限元仿真进行对比验证.试验结果表明:丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶与天然橡胶制造的球形轴承,压缩刚度均会随着压缩位移上升而上升,摆动刚度均会随着摆动角度上升而下降;球形橡胶轴承金属层数量的上升会提高其竖直刚度,但对摆动刚度几乎没有影响; Yeoh本构模型在两种变形情况下均可以很好地拟合试验结果;在变形较小时,用MooneyRivlin本构模型进行仿真也可以得到较为准确的仿真结果;在压缩仿真中,形变较大时,Mooney-Rivlin本构模型无法表现出刚度迅速上升的阶段,因此仿真结果会小于试验结果;使用Neo-Hooke本构模型的仿真结果误差最大,在摆动仿真中完全无法使用.

层间隔震结构摩擦摆控制系统参数影响分析

文中研究了基于摩擦摆支座的结构层间隔震控制问题,分别建立了摩擦摆支座及层间隔震结构的有限元模型,对基于摩擦摆支座的结构层间隔震控制系统进行了参数影响分析以掌握其规律。以摩擦摆支座的摩擦系数和滑道半径为变量,研究了该控制系统参数对结构顶层加速度和隔震层变形的影响,探讨了隔震层位置的影响规律。以结构控制第三阶段Benchmark模型为背景,建立并制作了结构和隔震支座的有限元模型和实验模型。有限元分析结果表明,增大摩擦系数改变了摩擦摆支座初始刚度,顶层加速度衰减率随着摩擦系数的增大而增大,摩擦摆支座上下板之间相对位移随之减小,隔震层变形得到有效控制;滑道半径的增加降低了摩擦摆支座的摆动刚度,顶层加速度衰减率随着滑道半径的增大而增大,摩擦摆支座相对位移也随之增大;隔震层位置的变化影响结构整体动力特性,体现在振型模态参与质量系数的比例发生变化,摩擦摆层间隔震控制通过调整每个振型的贡献率来降低高阶振型的影响。