拟黏滞摩擦阻尼器滞回特性及支撑内力分析

从Pall型摩擦阻尼器四连杆机构的几何非线性变形特征出发,分析框架位移、支撑刚度、阻尼器摩擦力、阻尼器大小、支撑倾角、支撑屈曲力等对一种新型摩擦阻尼器——拟黏滞摩擦阻尼器的滞回特性及支撑受力特点的影响。分析结果表明拟黏滞摩擦阻尼器除了保留了Pall型摩擦阻尼器恢复力特性不受支撑屈曲力影响的优点外,支撑内力还比Pall型摩擦阻尼器明显降低,这将有利于提高框架柱的延性,减小框架柱在地震下的损伤。同时还拟合出可供设计人员使用的实用支撑最大内力计算公式。

基于滑移-黏滞摩擦机理的制动系统模型开发

研究了制动近零状态和制动抱死状态下制动力矩的求解理论,开发了一种新的制动系统模型。根据制动过程中制动盘与制动钳(制动鼓与制动蹄)之间的运动状态,基于滑移-黏滞摩擦机理,建立了动、静两种摩擦状态下的制动力矩求解算法。开发了独立的制动模型子程序,并在ADAMS软件中进行应用。仿真结果表明:建立的制动系统模型比原ADAMS中的模型可以更准确地仿真车辆平路制动停车工况和坡道制动停车工况,对于汽车的仿真分析具有应用价值。

起落架外置回中机构摩擦卡滞原因分析

起落架自动回中机构是直升机起飞后轮胎自动对中的主要驱动部件,回中机构发生卡滞将给直升机着陆带来巨大风险。为对直升机起落架外置回中机构存在的摩擦卡滞风险进行分析,根据外置回中机构的结构形式,对其进行整体的受力分析,考虑制造工艺的影响,推导并建立了回中机构的摩擦卡滞分析数学模型,求解了发生摩擦卡滞的临界摩擦因数。通过算例分析,得出在满足外筒支撑处同轴度较好的前提下,回中机构不存在发生摩擦卡滞的风险的结论。在此基础上进一步分析了相关结构尺寸参数对临界摩擦因数的影响,用于指导回中机构的尺寸设计,降低发生摩擦卡滞的风险。

梯队式变刚度滞变-摩擦隔震体系的抗震设计方法

首先,在简述已有隔震体系抗震设计方法的基础上,分析了滞变-摩擦隔震体系各种因素对基底剪力的影响;然后,通过大量仿真分析,采用多项式回归的方法提出了与规范衔接的水平地震作用的计算公式;最后,提出了梯队式变刚度滞变-摩擦隔震体系的抗震设计方法,并通过工程实例验证了方法的有效性。

一种直流力矩电机系统的滞滑摩擦补偿方法

陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性滞滑摩擦,使转台在PID控制下存在滞滑极限环。为提高转台定位精度,应用具有滞滑(stick-slip)摩擦的直流力矩电机系统模型,推导了一种补偿方法,对含有滞滑摩擦的PID控制转台直流力矩电机伺服系统进行滞滑摩擦补偿。在采用PID控制的转台电机系统定位工作状态下,这种滞滑补偿方法可以减小滞滑极限环的幅值。仿真结果证明了该补偿方法的有效性。

缓冲限位滞变-摩擦隔震系统的理论恢复力模型研究

针对弹塑性缓冲限位装置与滞变-摩擦隔震装置并联的隔震系统,在总结试验结果的基础上,提出了隔震系统的理论恢复力模型,建立了系统的运动方程;通过与非线性时程分析及试验结果的对比,验证了理论恢复力模型的正确性;通过主、余震作用下的地震反应分析,表明该限位装置在确保上部结构安全的同时,能够有效地限制隔震层的位移,并起到较强余震作用下的二次保护作用。本文的研究可为相应隔震体系的设计和工程应用提供依据。

电梯导靴摩擦特性的实验研究

在电梯系统的设计与制造中,电梯导靴被设计成与导轨紧密接触,并运行在其上。这种导靴与导轨间的表面接触呈现出强非线性滞回摩擦特性,并进而引起电梯轿厢的纵向和横向振动,严重影响电梯运行与乘坐舒适性。在设定的参数条件组合下,实验研究电梯导靴与导轨接触面间的滑动摩擦力及其特性,并呈现出丰富的摩擦特性,如摩擦滞回、预滑动/宏观滑动、摩擦过冲、时间滞后、速度强化或弱化特性等。另外实验中还发现不同的摩擦材料,润滑情况以及摩擦运行时间,都对摩擦特性的正确估计产生明显影响。实验结果对于靴衬材料的选取,电梯系统设计和制造,降低电梯振动水平,减小运行噪声,提高电梯乘坐舒适性,均有较为积极的意义,同时实验结果还可以为摩擦力的理论建模分析提供依据,验证模型有效性。

干摩擦振动系统响应计算方法研究综述

首先讨论了两固体接触表面间的干摩擦力模型,重点介绍了滞迟摩擦模型方面的研究工作;然后,论述了含有各种干摩擦环节的振动系统简谐、随机和冲击激励下的响应计算方法,着重讨论了基于滞迟恢复力模型的响应计算方法,并对各种计算方法的特点进行了评述.最后,指出了干摩擦振动系统响应计算方法亟待解决的一些重大问题.

变刚度滞变耗能与隔震联合控制框架结构实验研究

对原有变刚度滞变-摩擦隔震支座进行了改进,提出一种多级变刚度滞变耗能器,并进行了初步的试验研究。在此基础上,对一纯框架结构(1:5)模型进行了耗能与隔震的联合控制试验研究,试验结果表明,采用这种联合控制技术能降低不同大小地震下的结构反应,具有很强的适应性。

双凹摩擦摆隔震烟风道结构地震响应

传统烟风道板式滑动支座可减少道体热胀冷缩时的摩擦阻力,但抗震耗能能力不足,缺少变形后的复位能力,且会约束道体的转动而可能导致结构破坏.将摩擦摆隔震支座用于烟风道,可同时具有热滑移、隔震功能,允许道体在温度作用下自由转动.本文对烟风道采用双凹摩擦摆中间隔震的结构体系地震响应进行了研究,建立了横向地震作用下简化的三自由度地震响应分析模型,其中双凹摩擦摆采用三线性滞回模型,推导了一阶状态空间微分运动方程.该模型的分析结果与有限元实体模型分析结果非常接近.利用简化模型研究了不同场地类别、不同强度地震激励作用下双凹摩擦摆的恢复力特点及隔震效果,结果表明:与非隔震结构相比,双凹摩擦摆隔震的烟风道的道体反力、支架剪力均得到了控制.

ANSYS二次开发技术及其在土木工程中的应用

提出一种基于ANSYS二次开发功能的数值模拟技术,用来模拟用户自定义的非线性应力应变关系,给出基于ANSYS的用户自定义滞回模型开发方法的操作流程。同时,利用这项技术实现EDR阻尼器和拟线性变摩擦滞回阻尼器的滞回特性,在AN-SYS中实现阻尼器单元的负刚度特性,数值分析验证了这项技术的正确性,具有极高的实用性。

Mechanical properties of disc-spring vibration isolators based on boundary friction

To ascertain the influence of the boundary friction on mechanical properties of disc-spring vibration isolators a load-displacement hysteresis curve formula of disc-spring vibration isolators is derived on the basis of the energy conservation law as well as considering the effect of the boundary friction.The formula is validated through the finite element analysis and static load tests.On this basis the effect of the boundary friction on the bearing capacity is researched. Then the dynamic performance of disc-spring vibration isolators is studied by dynamic tests.The experimental results indicate that the boundary friction can promise a larger damping with a ratio of 0.23 for disc-spring vibration isolators.Compared with the loading frequency the loading amplitude has a greater impact on the energy consumption dynamic stiffness and damping of vibration isolators.This research can provide valuable information for the design of disc-spring vibration isolators.

弹塑性缓冲限位与滞变-摩擦并联隔震体系参数分析

针对弹塑性缓冲限位与滞变-摩擦并联隔震体系,建立了隔震系统的恢复力模型和隔震体系的运动方程;根据缓冲限位装置的作用机理,定义了隔震层与缓冲限位装置软碰撞和脱离接触过程中的软碰撞拐点和恢复力拐点,给出了拐点时刻的缓冲限位装置位移和恢复力的计算公式,编制了相应隔震体系的非线性分析程序,分析了缓冲限位装置的缓冲限位距离、弹性刚度、屈服位移等关键参数对隔震体系的影响。研究表明:弹塑性缓冲限位距离的合理取值范围为60～100 mm;缓冲限位装置与滞变-摩擦隔震装置的设计参数完全相同,但缓冲限位装置的设置数量为滞变-摩擦隔震装置数量的一半;与仅滞变-摩擦隔震情况相比,并联隔震体系隔震层位移控制效果在30%以上;与无控情况相比,并联隔震体系的上部结构层间位移控制效果在40%以上。

基于刚柔耦合模型的干摩擦制动系统振动分析

该文针对制动摩擦颤振现象,建立了摩擦制动装置的刚柔耦合动力学模型,应用伽辽金离散和数值计算,揭示了摩擦块的盘面振动与摩擦盘面外振动间的耦合关系(即内共振条件)对系统振动的影响,并分析摩擦块的颤振特点。分析可知,转速高于临界转速时,由于盘的弹性振动,摩擦块在盘内作近简谐周期运动,转速低于临界转速后,系统产生摩擦-滞滑颤振。运动耦合越强,滞滑-颤振出现的越早,引起的振动也越强烈和复杂。同时,由于盘的弹性振动对摩擦块产生强迫激励,会在一定转速范围内产生共振。

约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响研究

约束关键装置是桥梁的“关节”,对桥梁的正常运营发挥着至关重要的作用。以黄茅海三塔斜拉桥为工程背景,针对黄茅海三塔斜拉桥采用的约束体系,研究了不同约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响。结果表明,约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响相对较小,但约束关键装置损伤可能会导致弹性索发生断索破坏,阻尼器丧失耗能能力以及支座发生局部损伤。因此,三塔斜拉桥服役期间应重点关注约束关键装置的运营状态,加强对约束关键装置的养护力度,尽量减少约束关键装置损伤的机率。

Stripe theory based numerical method for solving asymmetrical hysteresis of friction force in linear rolling guideways

Linear rolling guideways(LRGs) play an important role in precision engineering. In the pre-rolling region, the hysteretic friction force exerts great impacts on the positioning accuracy. Numerical and experimental studies of the hysteresis of friction force are presented in this paper. A model, which is based on the stripe theory and the simplified theory of rolling contact, is built to describe the transient hysteresis of the friction force. Then, the model is modified by taking the anelasticity effect into consideration. Experimentally, a linear motor direct-drive setup is utilized to measure the transient asymmetrical hysteresis of the friction force in the pre-rolling region of an LRG. The influences of the pre-rolling displacement and the dwelling time on the asymmetrical hysteresis of the friction force are studied. The numerical and experimental results are well correlated, which shows good accuracy of the model. The transient asymmetrical hysteresis of friction force in the pre-rolling region of LRGs can thus be determined using the model.