摩擦型阻尼器的斜拉索减振试验研究

通过人工激振后测自由振动衰减,得到了拉索-摩擦型阻尼器系统的对数衰减率.试验结果表明,安装摩擦型阻尼器后拉索阻尼有了很大的提高;试验测得的对数衰减率值与拉索的最大振幅及模态均相关;实测所得到的对数衰减率-振幅及模态关系和Main提出的理论计算结果,在拉索所能获得的对数衰减率最大值及对数衰减率值随振幅及模态的变化趋势相吻合,然而在振幅的幅值对应上存在较大的差异;对于非线性较强的摩擦型阻尼器,Main提出的理论仍需进行修正方能在阻尼器优化设计中应用.

斜拉索—摩擦型阻尼器系统的阻尼特性分析

研究了采用非线性摩擦型阻尼器的斜拉索振动控制的阻尼特性。通过数值模拟斜拉索-摩擦型阻尼器系统的自由振动,分析了斜拉索位移时程曲线的衰减特征,系统模态阻尼比的变化规律以及拉索振动形状的变化。通过对拉索模态阻尼比的参数分析,得到了摩擦型阻尼器参数和拉索附加阻尼关系的通用设计曲线。研究了拉索-摩擦型阻尼器系统最大附加阻尼的取值,结果表明斜拉索的最大模态阻尼比依振动初始条件等参数影响分布在一个范围而非定值,其下限值仍高于采用线性黏滞阻尼器时所获得的最大模态阻尼比。最后将数值模拟结果与已有实索试验数据进行了对比,二者吻合良好。

采用摩擦型阻尼器的斜拉索被动控制

研究了较常用的线性粘滞阻尼器具有更高附加阻尼的非线性摩擦型阻尼器的斜拉索振动控制.首先通过单自由度系统详细分析了摩擦型阻尼器的非线性阻尼特性.进而采用张紧弦模型模拟斜拉索,通过Galerkin方法建立了斜拉索-摩擦型阻尼器系统的运动方程.采用半解析半数值方法分析了斜拉索自由振动的阻尼特性,对其阻尼机理进行了讨论.通过对拉索模态阻尼比的参数分析,得到了阻尼器参数和拉索附加阻尼关系的通用设计曲线,并与已有实索试验结果进行了比较,两者吻合良好.研究了摩擦型阻尼器的参数优化取值,结果表明拉索的最大模态阻尼比依振动初始条件等参数影响分布在一个范围而非定值,其下限值仍高于采用线性粘滞阻尼器时所获得的最大模态阻尼比.

一种多螺栓摩擦型阻尼器的试验研究

设计了一种多螺栓摩擦型阻尼器,并对其进行了单轴性能试验。试验考察了阻尼器的滞回性能、耗能能力以及承载力的稳定性。试验结果表明,该种摩擦阻尼器具有稳定的滞回性能,耗能能力较强且稳定,在不同加载速度、不同加载位移以及不同的预压力等级等不同工况下均具有稳定的承载能力。此外,试验中发现该型摩擦阻尼器存在分段起滑现象,这一现象的原因及其对于阻尼器性能的影响有待进一步研究。

摩擦型阻尼器安装施工技术

摩擦型阻尼器属于一种位移形式的阻尼器,这种阻尼器主要的作用是对地震响应的降低。借助于相关构件所产生的相对位移来产生摩擦做功,以此来达到能量消散效果。在当今,随着摩擦型阻尼器的应用,这种阻尼器的研究也开始越来越受到社会重视。基于这一情况,本文对摩擦型阻尼器的安装施工技术进行分析。希望通过本次的分析,可以对摩擦型阻尼器的应用、安装及其发展提供相应的参考。

往复荷载作用下配置摩擦型阻尼器钢木混合剪力墙抗侧力性能研究

为研究配置摩擦型阻尼器钢木混合剪力墙的抗侧力性能,首先以4个摩擦型阻尼器研究了阻尼器的静力和动力特性,摩擦型阻尼器由高强螺栓穿过内、外钢板组成,钢板间夹有摩擦材料,包括无石棉有机材料NAO-780和聚四氟乙烯PTFE两种,内钢板设有长圆孔。当阻尼器激发,内、外钢板开始相对滑动耗能,当高强螺栓抵住长圆孔端部,则阻尼器锁定。阻尼器试验结果表明:阻尼器激发力与高强螺栓扭矩成线性正相关。摩擦材料NAO-780在不同加载幅值和频率下摩擦性能稳定。进而,将所研发的摩擦型阻尼器引入钢木混合剪力墙中,通过往复加载试验研究了钢木混合剪力墙的抗侧力性能。试验结果表明:阻尼器激发力越大,试件初始刚度越高,但木剪力墙损伤更严重;阻尼器内钢板长圆孔长度越长,木剪力墙可得到更多保护,但阻尼器锁定推迟,钢框架侧向变形增大。合理设置阻尼器激发力和阻尼器内钢板长圆孔长度可减小钢木混合剪力墙在地震作用下的损伤,使其在大侧移下仍有充足的抗侧能力储备,提高其抗震性能。

考虑几何非线性的Pall型摩擦阻尼器滞回特性分析

从Pall摩擦阻尼器四连杆机构的几何非线性变形特征出发,分析支撑屈曲力、支撑刚度、滑动摩擦力对一种改进的Pall摩擦阻尼器T形芯板摩擦阻尼器的滞回特性以及支撑的受力特点的影响。一方面从分析方法上更严密地论证了T形芯板(或Pall)摩擦阻尼器的滞回特性不受支撑屈曲力影响这一结论。另一方面也揭示出一些新的规律:支撑的拉力在阻尼器起滑后并不保持为一常数,而是呈显著增加趋势;支撑的最大拉力与支撑刚度关系密切,相同摩擦力的条件下,支撑刚度越大,支撑的最大拉力越大。

T型压电变摩擦阻尼器性能试验与分析

结合压电陶瓷驱动器和T型金属摩擦阻尼器的特点,提出了T型压电变摩擦阻尼器及其三种阻尼力模型.其次,设计并制作了最大阻尼力450 N、阻尼力可调倍数2.5～3倍的T型压电变摩擦阻尼器模型,并进行了可调阻尼力性能实验,得到了输入电压分别为常电压、位移和速度相关形变电压的阻尼力滞回曲线,试验结果与理论分析较吻合.

压电-T型变摩擦阻尼器及其性能试验与分析

本文结合压电驱动器和T型摩擦阻尼器的特点,提出了压电-T型变摩擦阻尼器,并建立了阻尼器输入电压主动调节或按位移和速度相关调节的阻尼力模型。其次,设计制作了最大阻尼力450N、阻尼力可调倍数2.5～3倍的小比例模型压电-T型变摩擦阻尼器,进行了可调阻尼力性能试验,得到了输入电压主动调节和分别按位移和速度相关调节的阻尼力滞回曲线,试验结果与阻尼力模型分析结果吻合较好。此外,探讨了压电-T型变摩擦阻尼器的规格化设计,分别设计了最大阻尼力20kN和200kN、阻尼力可调倍数2的压电-T型变摩擦阻尼器参数。压电-T型变摩擦阻尼器构造简单、阻尼力调节方便、响应迅速,是一种性能优燎能阻尼器。

Pall型摩擦阻尼器的新型应用方式及其性能研究

首次提出了Pall型摩擦阻尼器适用于不规则框架新型安装方式,按常规将阻尼器放置在框架中心。以等腰梯形框架结构为例,考虑几何非线性对安装Pall型摩擦阻尼器的不同坡度的该框架进行了详细的有限元分析,采用ANSYS程序对该Pall型摩擦阻尼器的滞回特性和力学特性进行了详细的分析。分析结果表明,安装Pall型摩擦阻尼器能有效提高结构的刚度,并且大大提高框架的耗能能力,但这种新型安装方式的Pall型摩擦阻尼器与原Pall摩擦阻尼器的耗能能力有差距,提出了该安装方式的适用范围,在此基础上,提出了适合梯形框架的一种新型安装方式。

转动型摩擦阻尼器试验研究与理论分析

为研究不同摩擦材料和螺栓预紧力下转动型摩擦阻尼器的力学性能和稳定性,采用3种不同摩擦材料,设计9个转动型摩擦阻尼器试件,进行低周往复试验研究,对比分析了3种不同摩擦材料的转动摩擦机理、滞回性能、摩擦力、螺栓预紧力。对转动型摩擦阻尼器受力机理进行了理论分析,得到转动型摩擦阻尼器的摩擦力理论计算公式,使用刚塑性模型对阻尼器的恢复力模型进行了拟合。研究结果表明:(1)铜锌合金和铝镁合金摩擦材料的摩擦效应由犁沟效应和粘着效应共同作用,无石棉有机物摩擦材料以粘着效应为主;(2)阻尼器滞回曲线饱满,接近矩形,表现出良好的耗能能力;(3)铜锌合金和铝镁合金摩擦材料的摩擦力呈现逐渐增加的趋势,无石棉有机物摩擦材料摩擦力表现下降的趋势;(4)铝镁合金摩擦材料的螺栓预紧力比较稳定;(5)摩擦力理论计算公式与试验结果取得较好的一致性,可以用于阻尼器设计与分析;(6)刚塑性模型对铜锌合金和铝镁合金摩擦材料的阻尼器恢复力模型适用性较高。

T形芯板摩擦阻尼器在高层钢框架结构振动控制中的研究

在结构上附加耗能减震装置是结构被动控制的一种。T型摩擦阻尼器作为一种新型摩擦耗能装置,因其在结构中减震时受到的影响参数少,所以被广泛用来结构的减震隔震。本文通过对在高层钢框架结构中配置T形芯板摩擦阻尼器,在罕见地震作用下的动力分析,并应用SAP2000软件对比分析得到框架结构的位移、内力响应差异,验证了T形芯板摩擦型阻尼器在对高层钢框架结构具有很好的耗能减震效果。

橡胶型摩擦阻尼器的性能研究

研究橡胶层厚度、螺栓转矩对橡胶型摩擦阻尼器力学性能和耐疲劳性能的影响。结果表明:随着橡胶层厚度的减小,橡胶型摩擦阻尼器的起滑位移、起滑阻尼力和摩擦负荷减小;随着螺栓转矩的增大,橡胶型摩擦阻尼器的起滑位移变化不大,起滑阻尼力和摩擦负荷先增大后减小,当螺栓转矩为400 N·m时,起滑阻尼力和摩擦负荷最大;橡胶型摩擦阻尼器的疲劳试验前后摩擦负荷-滑动位移滞回曲线饱满,耐疲劳性能优异,具有良好的耗能能力。

新型转动型摩擦阻尼器抗震性能研究

提出了一种具有摩擦力臂放大功能的转动型摩擦阻尼器(以下简称“RFD”),阐述了其构造形式和转动方式。设计加工了1个大尺寸的试件,将其所受的碟形弹簧的预压力和摩擦力臂大小作为试验变量,进行低周往复荷载试验,分析了RFD阻尼器转动中心的改变、耗能能力和摩擦力的稳定性。试验结果表明:该转动型摩擦阻尼器打破了传统摩擦阻尼器只能通过施加更大预紧力或使用摩擦系数更大的材料提高耗能的传统想法,实现了通过增大摩擦力力臂提高耗能的目的;其转动中心有两处,分别为销轴处和下侧转动点;试件的荷载-位移曲线形状饱满,具有良好的耗能能力。通过不均匀系数和变异系数的分析,表明该摩擦阻尼器具有良好的稳定性。

桥梁用液体黏滞阻尼器的减振设计和类型选择

总结和归纳目前国内外桥梁工程中使用的不同类别的液体黏滞减振装置:锁定装置、液体黏滞阻尼器、熔断液体黏滞阻尼器、限位阻尼器和摩擦型液体阻尼器。对它们的构造、使用性能的共同及各自特性进行讨论,介绍或导出各类阻尼器的计算公式和分析模型。从我国的几个工程实例的计算分析结果来看,只要设计的合理,液体黏滞减振装置对不同结构形式的桥梁工程都能起到显著的减振作用。证明液体黏滞阻尼器在桥梁上的减振控制中的有效性。说明未经严格动力测试检验的阻尼器是不能保证满足设计和使用要求的。进而介绍阻尼器设计和使用上的一个关键——阻尼器的测试检验。详细阐述上述各类阻尼器需经过何种测试进行验证,给出测试评判的标准,供桥梁设计工作者设计时参考。

基于整体-局部统一滑动模型的叶片缘板阻尼器减振特性分析

文章通过在干摩擦接触面间引入弹性塑料剪切层来模拟摩擦接触,建立了整体-局部统一滑动摩擦模型。根据一次谐波平衡和等效线性化法计算等效刚度和等效阻尼2个干摩擦因子,用弹簧阻尼单元(包含2个干摩擦因子)模拟干摩擦力,建立了更为贴近工程实际的B-B型缘板阻尼叶片有限元模型。最后用谐响应分析及迭代的方法对系统进了求解,得到了缘板阻尼器设计中关键参数对叶片减振效果的影响规律。文中结论为工程中缘板干摩擦阻尼器设计提供了重要参考。

Pall型摩擦阻尼框架几何非线性分析

采用大型有限元程序ANSYS分析了Pall型摩擦阻尼器(PFD)的滞回性能,证明了Pall摩擦阻尼器和改进的Pall摩擦阻尼器—T形芯板摩擦阻尼器(TFD)的力学特性是相同的.采用AN-SYS程序对安装Pall型摩擦阻尼器的钢框架和钢筋混凝土框架进行了有限元分析,分析结果表明安装Pall型摩擦阻尼器能有效提高结构的刚度,并且大大提高框架的耗能能力.

新型Pall-BRB摩擦阻尼支撑体系设计方法

考虑几何非线性采用ANSYS有限元软件对一种新型Pall-BRB摩擦阻尼支撑体系(采用防屈曲支撑(BRB)代替Pall型摩擦阻尼器(PFD)的普通支撑)的滞回特性进行分析.首先进行了Pall型普通支撑体系和Pall-BRB摩擦阻尼支撑体系的滞回性能对比分析,结果表明,防屈曲支撑在拉压循环荷载作用下均能达到屈服,拉压承载力基本一致,耗能能力优于普通支撑.然后分析了防屈曲支撑刚度、Pall型阻尼器起滑摩擦力、阻尼器的大小以及防屈曲支撑与水平方向的倾角等因素对体系滞回特性以及支撑内力的影响.结果表明,Pall-BRB支撑体系比Pall型普通支撑体系有更好的耗能性能,支撑内力变化不大且在阻尼器起滑后保持为常数,有利于抗震设计;防屈曲支撑最大内力与起滑摩擦力关系密切,起滑摩擦力越大,体系耗能能力越强,支撑越能充分发挥作用.最后提出了这种新型Pall-BRB摩擦阻尼支撑体系的设计方法.

剪力墙类型对钢木混合结构抗震性能的影响

钢框架-木剪力墙结构是一种适用于多高层的绿色低碳结构体系.木剪力墙可分为轻木剪力墙和重木剪力墙两种类型,掌握不同剪力墙类型对结构地震响应的影响规律可为结构设计提供依据.本文使用专为木结构开发的新型单轴滞回模型DowelType,模拟轻木、重木剪力墙混合结构,建立4层有、无墙顶摩擦型阻尼器的混合结构模型,进行频遇地震和罕遇地震下的非线性时程分析,得到层间位移角、结构内力水平、阻尼器耗能等响应的分布,总结了剪力墙类型对上述响应的影响规律.

导管架式海洋平台Pall型摩擦阻尼控制研究

笔者考虑几何非线性,首次提出了适用于海洋平台结构的Pall型摩擦阻尼器的一种新型应用方式,对安装Pall型摩擦阻尼器的不同坡度的等腰梯形框架进行了有限元分析,采用ANSYS程序对该Pall型摩擦阻尼器的滞回特性和力学特性进行了详细的分析.分析结果表明安装Pall型摩擦阻尼器能有效减小动荷载作用下的最大位移,并且大大提高框架的耗能能力,证明了这种新型Pall型摩擦阻尼器与原Pall摩擦阻尼器具有同样的耗能能力.最后,将这种摩擦阻尼器放置在海洋平台结构中,分析了此种摩擦阻尼器在海洋平台结构中的减震效果.