强震记录下钢结构建筑非线性阻尼比研究

为了研究钢结构建筑阻尼特性,采用希尔伯特-黄变换和随机减量技术,从强震记录中识别钢结构建筑基于振动幅度的非线性阻尼比。结果表明,钢结构建筑的阻尼比具有明显的基于振幅的非线性特性。在初始阶段,阻尼比随振幅的增大而上升,当振幅越过"临界振幅"后,阻尼比随振幅增长呈现下降趋势。基于希尔波特-黄变换和随机减量技术,可以从强震记录中对基于振幅的非线性阻尼比等模态参数进行识别。

建筑结构非线性阻尼及其振动反应研究

在分析了建筑物实测阻尼比的变化规律的基础上,探讨了建筑结构非线性阻尼产生的机理,并采用数值方法分析了单自由度非线性阻尼结构在不同荷载条件下的振动反应,分析结果说明:非线性阻尼结构地震反应与常阻尼比结构地震反应差异较大,采用常阻尼比(5%)进行建筑物地震反应分析可能产生不安全的结果.

内置有挡板的矩形水箱阻尼比估算方法比较分析

该文以一矩形水箱为研究对象,假定水箱底部受到的外加激励为正弦激励,利用能量耗散原理和虚功原理两种方法,分别推导了底部安装有多块垂直挡板和左右侧壁对称安装有多组水平挡板的矩形水箱线性阻尼比估算公式。一方面,分析和讨论了挡板宽度、挡板所在位置、水深比及激频比对水箱系统线性阻尼比的影响;另一方面,把阻尼比数值估算结果与已有实验结果进行了对比分析。该文研究结果表明:在线性条件下利用能量耗散原理和虚功原理推导的矩形水箱阻尼比估算公式具有一致性,且都具有较好的估算效果;同时激频比对矩形水箱的阻尼比影响较大,不可忽略。该文研究结果对内置有多种类型挡板布置形式的矩形水箱阻尼比的估算具有一定的参考价值。

考虑挡板间水动力相互作用影响的矩形TLD水箱阻尼比分析

利用能量耗散原理,推导了底部安装有多块垂直挡板和左右侧壁对称安装有多组水平挡板的矩形TLD水箱在正弦激励荷载下的线性阻尼比估算公式,通过引入速度势函数修正因子考虑了挡板间水动力相互作用的影响,对矩形水箱的阻尼比计算公式进行了修正.将考虑挡板间水动力相互作用影响与否得到的矩形水箱阻尼比计算结果与振动台试验结果进行了对比分析,研究结果表明:挡板间距较小时,挡板间的水动力相互作用对水箱的阻尼比影响较明显,不能忽视,而考虑此因素进行修正后得到的阻尼比与试验值较吻合,具有更高的估算精度.

内置有水平挡板的矩形储液器非线性晃动分析

该文以内置有水平挡板的矩形储液器为研究对象,对储液器的非线性晃动问题展开研究。利用势流理论和虚功原理,推导了由水平挡板引起的储液器非线性阻尼比(非线性体现于波高有关)的计算公式,同时考虑水平挡板对储液器晃动频率的影响而对非线性阻尼比计算公式进行了修正。结合液体晃动的非线性分析理论,研究了水平挡板处于不同位置、挡板长度不同时储液器的液面波高与晃动力变化情况。利用Fluent软件进行了数值模拟,并与理论模型分析的结果进行对比。结果表明:当水平挡板靠近储液器底部或长度较小时,储液器内液体的非线性晃动现象较明显,利用非线性三阶模态方程推导得到的波高、晃动力与数值模拟结果较接近,而仅考虑一阶线性响应会明显低估储液器液面波高,但其求解的晃动力却与考虑非线性值的状况基本一致;随着挡板到自由液面距离的变小或挡板长度的增大,储液器液面波高、晃动力幅值减小,液体晃动呈线性变化,说明水平挡板靠近自由液面或增大其长度时能够提高储液器的阻尼比,进而也更能抑制液体的非线性晃动。同时水平挡板逐渐靠近自由液面或长度逐渐增大时,储液器晃动频率逐渐减小,减小的幅度分别可达到5.7%~28%。

钢筋混凝土结构非线性阻尼地震反应谱研究

阻尼比对结构的地震反应有重要的影响,目前结构抗震设计阶段通常取阻尼比为常数,不能真实反映建筑物的阻尼机理。基于对钢筋混凝土建筑物非线性阻尼比的分析研究,通过数值分析,提出了建筑抗震设计反应谱的非线性阻尼比修正系数,建立了非线性阻尼比地震反应谱曲线。该曲线不仅考虑了设防烈度和场地条件对建筑物地震反应的影响,也可反映建筑物不同结构类型和结构振动过程中阻尼性能的变化对结构地震反应影响。非线性阻尼比地震反应谱曲线与现行建筑抗震设计规范中标准地震反应谱曲线之间能保持理论体系上的一致性,对工程设计具有一定的参考价值。

一种弹箭极转动惯量测量装置改进设计

针对弹箭极转动惯量测量系统中,门形框结构导致的测量结果两值跳跃的不稳定现象和测量精度不高的现状,提出了一种卡头锁紧的装夹方式,并采用实时线性阻尼比补偿算法实时修正扭摆周期,有效避免了门形框结构变形和线性阻尼对测量精度的影响。实验表明,改进后的系统有效克服了两值跳跃的不稳定现象,提高了极转动惯量的测量精度。

Effect analysis of friction and damping on anti-backlash gear based on dynamics model with time-varying mesh stiffness

A nonlinear model of anti-backlash gear with time-varying friction and mesh stiffness was proposed for the further study on dynamic characteristics of anti-backlash gear. In order to improve the model precision, applied force analysis was completed in detail, and single or double tooth meshing states of two gear pairs at any timing were determined according to the meshing characteristic of anti-backlash gear. The influences of friction and variations of damping ratio on dynamic transmission error were analyzed finally by numerical calculation and the results show that anti-backlash gear can increase the composite mesh stiffness comparing with the mesh stiffness of the normal gear pair. At the pitch points where the frictions change their signs, additional impulsive effects are observed. The width of impulsive in the same value of center frequency is wider than that without friction, and the amplitude is lower. When gear pairs mesh in and out, damping can reduce the vibration and impact.