凸轮式响应放大摩擦阻尼器基于性态目标的能量设计方法

在前期对凸轮式响应放大摩擦阻尼器(cam type response amplification device with friction damper,CRAD-FD)研究的基础上,对安装该阻尼器的单自由度体系建立了能量方程,推导了简谐荷载作用下CRAD-FD单圈滞回的能量解析解;基于消能减震结构标准能量设计反应谱,提出了CRAD-FD基于性态目标的能量设计方法;以某10层RC框架结构为例,在设防、罕遇、极罕遇地震作用下验证了该方法的可靠性。研究表明:所推导的CRAD-FD的能量解析解正确,所提出的基于性态目标的能量设计方法可靠;消能减震结构通过CRAD串联小吨位摩擦阻尼器的减震与耗能效果可与直接安装大吨位阻尼器的效果相差无几或更优,体现了CRAD的响应放大效应。

Pall 摩擦耗能器的设计方法

通过对Ｐａｌ摩擦耗能器的机构变形分析，建立了摩擦器芯板螺栓槽孔的设计方法；通过对摩擦器的受力分析，确定了摩擦器螺栓紧固力的设计方法。

超弹性形状记忆合金自恢复与耗能平衡设计理念

超弹性形状记忆合金具有优越的自恢复性能,在工程抗震应用中能够赋予结构完美的自复位性能,但由于其超弹性旗帜形本构关系,自身耗能能力十分有限,致使其难以满足结构地震下的抗震需求。探求在保留形状记忆合金自恢复性能的前提下,尝试将超弹性形状记忆合金与摩擦阻尼器组合应用,以使形状记忆合金系统的耗能能力最大化。首先,对超弹性形状记忆合金自恢复耗能平衡设计理念进行深入研究,引入系统平衡参数的概念,提出相应的配比设计公式;随后,通过开展形状记忆合金超弹性性能试验、简易摩擦阻尼器试验以及组合张拉试验,证明上述平衡设计理念的实用性以及平衡设计公式的可行性。平衡设计理念的提出以及其验证能够推进并指导形状记忆合金在工程抗震中的应用。

摩擦耗能器在集装箱起重机抗震设计中的应用

岸边集装箱起重机(简称岸桥)是用于现代化港口集装箱吊装的主要设备。由于绝大多数港口位于沿海地震带,为保证岸桥在地震作用下的安全性和可靠性,首次引入摩擦耗能器作为减隔震装置。为该耗能器制定一套能量设计方法,并为一台有抗震要求的岸桥设计摩擦耗能器。设计并进行缩尺模型试验和仿真分析,验证其具有良好的耗能性能。在岸桥原型上测定实际摩擦系数后,通过该耗能器在偶然级别地震作用下的弹塑性时程响应分析,比较实例添加耗能器前后的各关键物理量和能量分项的结果,表明安装摩擦耗能器的起重机能更好的减小地震载荷对起重机的损害,使起重机仍保有全额或者部分载荷的装卸能力。

叶片摩擦阻尼器的优化设计方法研究

为减小叶片振动应力 ,防止叶片出现大应力的疲劳破坏 ,在叶片上设计干摩擦阻尼结构是最常用的方法之一。本文对叶片缘板摩擦阻尼器的工程优化设计方法进行了研究。研究了摩擦阻尼器参数对叶片响应的影响规律并提出了设计时应采取的措施。在阻尼器的材料和摩擦面结构已确定的情况下 ,优化设计的最主要的一个参数就是接触面的法向正压力 ,基于实际发动机中叶片激振力和粘性阻尼不易精确确定的实际 ,研究了激振力和粘性阻尼对法向正压力优化的影响 ,并提出了一种法向正压力的优化方法。由于这一优化方法对激振力和粘性阻尼值并不敏感 。

自冷却摩擦式缓降器能量耗散研究

根据自冷却摩擦式缓降器的工作原理及结构特点,分析了运动传递过程中的能量耗散过程。应用工程力学的方法,分别推导出缓降器运动传递过程中各个阶段的能量耗散公式。通过实例及实验验证,得到了计算公式中的相关参数的确定方法。为进一步研究缓降器的性能提供了理论支持。

自冷却摩擦式缓降器能量耗散研究

根据自冷却摩擦式缓降器的工作原理及结构特点,分析了运动传递过程中的能量耗散途径。应用工程力学的方法,分别推导出缓降器运动传递过程中各阶段的能量耗散计算公式。通过实例及实验验证,得到计算公式中相关参数的确定方法。研究表明,自冷却摩擦式缓降器能够通过运动传递线路的能量耗散平衡重力势能所做的功,实现整体的温升在有关标准的允许范围内。相关研究方法可以应用在类似的能量耗散系统的分析计算之中,为进一步研究缓降器的性能提供了理论支持。

黏滞阻尼器耗能减振工程应用设计方法研究

本中文阐述了黏滞阻尼器的构造、力学模型以及其耗能减振的基本原理,并基于国际结构振动控制公共平台Benchmark模型,采用ANSYS和SAP2000有限元软件对其进行无控和有控地震反应分析,研究了黏滞阻尼器自身参数、设置形式、速度指、阻尼系数、位置和数量等因素对其控制效果的影响规律。结合国内外规范,给出LVD安装形式、各种参数、位置和数量的简化设计方法。利用本文提出的方法来进行LVD被动耗能减振分析和设计是方便可行的。新的抗震规范容许通过设置LVD耗能减振的方法适当降低主体结构的抗震构造措施,因此,今后阻尼器的应用是个必然的趋势。

对称和非对称型摩擦耗能连接的抗震性能与设计方法研究现状

该文综述了对称和非对称型摩擦耗能连接40多年以来的发展历史和研究现状。摩擦耗能连接可用于结构的减震耗能,通过合理设计可实现地震作用下带摩擦耗能连接结构的低损伤,提高结构的韧性。研发滞回性能稳定、重复性好的摩擦耗能连接是相关研究的主要目标之一。该文从微观和宏观两个方面介绍了金属滑移面之间的摩擦磨损机理,从摩擦磨损的角度讨论了不同摩擦片材料对摩擦连接减震性能的影响。描述了螺栓预紧力大小对摩擦连接减震性能的影响,也总结了摩擦连接的抗腐蚀和抗火性能。阐述了摩擦耗能连接在钢结构支撑、梁柱节点和柱脚节点的应用,并介绍了相关节点的设计方法。对此类连接的关键技术进行了总结,并对该技术的后续研究进行了展望。

装设钢管铅芯阻尼器的可更换耗能连梁设计方法研究

本文提出一种由钢管铅芯阻尼器和端部开缝的连接钢板构成的新型可更换耗能连梁,并基于其在结构中的应用提出一套实用设计方法。设计思路是通过钢管铅芯阻尼器和连接钢板设计来调节可更换耗能连梁的等效刚度,并使其与原普通连梁刚度等效,同时保证可更换耗能连梁良好的耗能能力。为验证该设计方法的可行性和有效性,对某实际工程算例有无可更换耗能连梁的结构进行地震反应对比分析,分析结果表明:该设计方法简单易行,可通过调节耗能连梁的等效刚度来达到对应的设计期望和要求。该种新型可更换耗能连梁具有良好的性能和稳定的滞回耗能特性,用于工程结构中可有效减缓剪力墙的破坏、提高结构的耗能能力、改善结构的抗震性能。

能量和耗散评估：加拿大房屋设计的典型方法

能量和耗散评估（EEE）可被工程师和建筑师用于评估能量使用、温室气体耗散、以及每小时寿命周期运转和外部围护施工相关的费用。通过和加拿大自然资源机构合作，可以和现有的能量分析方法HOT2000相结合。本文给出的EEE方法特征包括输入的HOT2000程序、数据库、计算方法、使用界面。给出了两个例子用于说明EEE方法的使用。

拟粘滞摩擦耗能器的性能试验与分析

在分析粘滞耗能器的优缺点和Pall摩擦耗能器构造特点的基础上,提出了拟粘滞摩擦耗能器;进行了拟粘滞摩擦耗能器的滞回特性试验和疲劳性能试验,试验结果表明,拟粘滞摩擦耗能器基本实现了粘滞耗能器的主要力学特征;在试验结果的基础上建立了拟粘滞摩擦耗能器的恢复力模型。

国内外摩擦耗能器研究进展

近年来,结构减震技术发展迅速.采用安装摩擦耗能器的耗能支撑来保护结构,属于被动控制范畴.试验及理论分析表明,该结构体系可耗散大量地震能量,减震效果好.本文主要介绍了摩擦耗能器的发展历史、工作原理、国内外的试验研究情况,同时也介绍了设计时的细节问题及其在建筑抗震中的应用.

SMA阻尼器的阻尼特性分析及器件设计方法

提出了SMA中心引线型阻尼器的力学计算模型 ,以Brinson本构模型为理论依据建立了阻尼器的阻尼特性分析理论及器件设计方法 ;利用MATLAB编制的仿真软件进行了实例仿真 .结果表明SMA阻尼器具有明显的阻尼特性 ,加上其耐久性和免维护性 ,适合用于土木工程的结构振动被动控制 .

装配铅挤压阻尼器的摇摆-自复位双柱墩抗震性能及设计方法

为发展具有损伤可控和自复位性能桥梁双柱墩,选取铅挤压阻尼器(lead-extrusion dampers, LEDs)为可更换耗能装置,并通过预应力筋提供自恢复力,组成摇摆-自复位(rocking self-centering, RSC)双柱墩体系(RSC-LEDs);通过对其抗震性能的研究,对应发展了一种基于等能量设计流程(equivalent energy-based design procedure, EEDP)的设计方法。首先建立了RSC-LEDs双柱墩的数值分析模型,结合一RSC双柱墩试件的拟静力结果验证了建模方法的正确性。在此基础上,定性分析了阻尼器出力、初始预张拉力、无粘结预应力筋配筋率、上部结构重量及盖梁-墩柱刚度比对RSC-LEDs双柱墩滞回性能的影响。设计了32组不同参数的RSC双柱墩试件开展回归分析,并结合RSC-LEDs双柱墩的力学特性,得到了RSC-LEDs双柱墩等效屈服强度、刚度的半经验计算公式。结合中国公路抗震设计规范和EEDP,提出一种适用于RSC-LEDs双柱墩体系的两阶段抗震设计方法,设计案例分析表明:半经验计算公式可较为准确地估算RSC-LEDs双柱墩的等效刚度及屈服强度;所提出的设计方法可使RSC-LEDs双柱墩达到预期的能力曲线,并实现在E1地震作用下保持弹性,在E2地震作用下LEDs屈服耗能且地震位移需求得到控制的设计目标。

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.

摩擦与粘性流体耗能器串联体系动力分析

采用粘性屈服模型来模拟摩擦耗能器的力－速度关系，建立了摩擦与粘性流体耗能器串联耗能体系的动力分析方法．为考虑框架杆件和支撑材料的几何非线性，采用增量型Ｒｏｓｅｎｂｒｏｃｋ二级三阶半隐式Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法求解动力方程．比较了仅有摩擦耗能器体系与串联组合耗能体系的减振效果，分析了粘性流体耗能器参数对组合耗能体系减振效果的影响。

用能量方法计算滑动摩擦力的研究(英文)

根据独立振子模型的能量耗散机理,提出一个用能量方法计算弹性接触光滑界面滑动摩擦力和摩擦系数的方法,并根据计算结果研究摩擦力和摩擦系数与摩擦副各种参数之间的关系。通过研究指出两摩擦副界面原子失稳跳跃后在平衡位置附近相对摆动是机械能耗散的关键。研究表明随着接触峰高度的增加摩擦力和摩擦系数也增加,当超过某个临界值时,摩擦力和摩擦系数基本上不再增加,此时能量方法与Bowden黏附摩擦理论公式计算值相近。

摩擦滞回耗能装置在抗震设计中的应用与研究

解释了滞回耗能的定义,介绍了墙体的摩擦耗能装置、支撑体系安装耗能装置以及耗能支柱,探讨了耗能装置的应用,指出滞回能量的消耗是抗震设计考虑的主要因素,滞回耗能装置是结构抗震的趋势。

振戎中学食堂楼耗能减震分析与设计(Ⅰ)一反应谱法

本文采用耗能减震技术，根据建筑结构抗震规范规定的反应谱法，利用ＣＴＡＢ程序对云南省洱源县振戎中学食堂进行了抗震计算分析和设计验算．首先对未加耗能减震装置的空框架结构进行了小震下的位移和强度验算以及大震下的位移验算；其次，介绍了本工程选用的Ｔ字芯板摩擦耗能器的工作原理，并对耗能器进行了足尺性能试验；第三，根据工程结构的环境特点和建筑使用功能要求，确定了耗能减震方案；最后，对耗能减震结构进行了抗震验算和分析，结果表明，附加耗能器后的工程结构抗震性能得到了明显改善．