设置连接阻尼器的相邻结构随机地震动响应的简明封闭解

针对两相邻结构间设置连接阻尼器对结构的减震影响问题,研究了基于Kanai-Tajimi谱地震动激励下的Kelvin型粘弹性阻尼器与相邻结构形成的组合体系的随机地震动系列响应(绝对位移及层间位移)的简明封闭解。首先,利用Kelvin型粘弹性阻尼器本构关系及Kanai-Tajimi谱的滤波方程,将组合体系基于复杂地震动激励精确转化为基于简明白噪声激励的运动方程;其次,利用复模态法获得了组合结构相对于地面的绝对位移、层间位移等系列响应方差及0阶~2阶谱矩的统一简明封闭解。最后,通过算例及与虚拟激励法进行对比,证明本文方法的正确性和简明性;通过与未设置阻尼装置结构体系的动力响应对比,说明了阻尼装置对相邻结构具有良好的减震效果,但局部楼层的层间位移及层间剪力会有所增加。

连接阻尼对弹性杆纵向碰撞响应的影响

分析了刚度和阻尼并存的一般边界条件下线弹性杆与刚体的纵向碰撞过程,得到了碰撞后第一个波动周期杆振动的位移、速度和应力的解析表达式,讨论了碰撞持续时间为2倍杆长与波速比的条件.将导出的解析表达式通过具体的算例代入计算,讨论了不同质量比、不同连接刚度条件下连接阻尼对于碰撞过程中杆中质点速度及应力响应的影响.研究表明,连接阻尼改变了受碰撞弹性杆的振动模式,连接阻尼影响着碰撞反射波速度和应力的突变幅度;连接阻尼增大,杆中速度和应力响应分布变平缓;在连接刚度较大的情况下,连接阻尼变化对于杆中质点速度和应力影响较大;碰撞持续时间与质量比、连接刚度、连接阻尼及杆长有关,与碰撞的初速度无关;在质量比较大的情况下,连接阻尼使得反射波到达杆碰撞端时,杆端的应力有显著的变化.

钢板阻尼连接的装配式边柱减震节点滞回性能试验研究

为研究不同耗能机制的钢板阻尼连接对装配式钢框架梁柱节点力学性能的影响,本文对两个钢板阻尼连接的装配式边柱减震节点试件进行拟静力试验研究,获得试件的破坏模态、滞回曲线、骨架曲线、滑移曲线和应变发展情况,分析试件的承载力、延性、耗能能力、弯矩–转角等性能指标。研究结果表明:钢板阻尼连接的装配式边柱减震节点具有较好的承载性能和耗能性能,在试验过程中未发现梁、柱主体构件及节点核心区破坏现象,可将损伤集中控制于钢板阻尼连接处。耗能钢板圆形开孔的承压型钢板阻尼连接的装配式边柱减震节点(试件BSDC)主要为耗能钢板发生受拉破坏,长圆形开孔的摩擦型钢板阻尼连接的装配式边柱减震节点(试件FSDC)出现明显的滑移行为,在钢板阻尼连接处产生明显的弯曲残余变形。试件FSDC的承载力略低于试件BSDC,且由于往复荷载下的摩擦系数和预紧力损伤,加载后期试件FSDC承载力出现轻微下降,但其滞回曲线较为饱满,滞回行为稳定,而试件BSDC由于耗能钢板断裂导致承载力急剧下降。试件FSDC的耗能能力和延性均优于试件BSDC,摩擦型钢板阻尼连接耗能占比为88%,承压型钢板阻尼连接为67%,实现了集中耗能,钢板阻尼连接处的滑移行为可改善试件的耗能性能和变形能力。

阻尼连接叶片的动力特性研究

研究了干摩擦阻尼器对阻尼叶片动力特性的影响。带有阻尼结构的叶片系统是一个非线性动力系统。文中推导了干摩擦阻尼力的实用矩阵表达式，给出了相应求解此非线性动力问题的有限元方法。根据文中所给的方法分析了２例正在服役的叶片，从分析结果总结出了影响阻尼叶片动力特性的阻尼器的主要参数，并得出：由于采用了阻尼结构，激振力的频率和幅值都可以影响阻尼叶片的振动特性。

阻尼柔性连接在卫星结构中的综合应用研究

卫星结构的热变形是影响卫星光学有效载荷指向精度的主要因素之一,在对国内某在研卫星的有效载荷安装平台热变形过大问题进行分析之后,综合考虑卫星在轨的抖振抑制和发射段减振问题,本文提出了采用高阻尼柔性连接的结构设计来综合解决这三方面的结构问题。阻尼柔性连接结构以金属橡胶制备,充分利用了其非线性刚度和高阻尼比等特性。对卫星设计阶段提出的三种结构方案进行了数值仿真计算,结果表明,金属橡胶阻尼柔性连接结构设计方案能有效的减小有效载荷安装平台的热变形,并抑制卫星在轨抖振和发射段振动,因而具有最佳的综合性能。

地震作用下结构的基于阻尼柔性连接MT MD控制

研究了基于阻尼柔性连接多重高谐质量阻尼器 (MTMD)在减小结构地震反应方面的动力特性。利用导出的设置MTMD结构的传递函数 ,建立了设置MTMD结构的动力放大系数 (DMF)设计公式 ,于是MTMD的优化准则可定义为结构最大动力放大系数的最小值的最小化 (Min .Min .Max .DMF)。根据优化准则 ,得不同刚度比MTMD的最优参数和相应的Min .Min .Max .DMF值。为比较 ,同时给出了基于阻尼刚性连接 (R =0 )MTMD的结果 ,广泛的数值分析表明 ,传统的阻尼刚性连接MTMD的性能可以扩展至一定刚度比范围的阻尼柔性连接MTMD。

阻尼柔性连接TMD的最优动力特性

本文研究了阻尼柔性连接TMD在控制结构地震反应时的最优动力特性。基于导出的设置阻尼柔性连接TMD结构位移传递函数 ,建立了结构的动力放大系数 (DMF)设计公式。于是TMD的优化准则可选为 :最大动力放大系数中最小值的最小化 (Min .Min .Max .DMF)。通过最优搜寻得不同刚度比R时TMD最优调谐频率比、最优阻尼比和相应的Min .Min .Max .DMF。为比较 ,阻尼刚性连接 (R =0 ) 的TMD也被考虑。数值结果表明 ,阻尼柔性连接TMD的刚性比R最好取为 0 .5。因此 。

阻尼器连接填充墙在柔性框架结构中的应用研究

阻尼器连接填充墙采用黏滞阻尼器与主体框架结构连接,是一种新型填充墙与框架的柔性连接方式,能满足柔性框架结构的大变形需求。为使得阻尼器连接填充墙达到最优的力学性能,结构布置和构件力学参数的选择十分重要,采用有限元软件ABAQUS分别建立了柔性钢框架结构和阻尼器连接填充墙-框架结构的有限元模型,考察不同阻尼系数阻尼器连接填充墙的抗风、抗震和抗倒塌力学行为。数值模拟结果表明,经过对阻尼器阻尼系数优化取值后,阻尼器连接填充墙在风荷载作用下不会开裂且最大应力值仅为嵌砌刚性连接填充墙的1/3,主体结构加速度地震响应可降低48%左右,并能保证墙体在罕遇地震作用下不倒塌。最后给出阻尼器连接填充墙设计流程。

基于刚度连接双层调谐质量阻尼器的性能

提出了基于刚度连接的双层调谐质量阻尼器(SDTMD)装置。SDTMD是在双层调谐质量阻尼器(DTMD)的基础上,在主体结构与小质量块之间设置一个附加弹簧而构成。经定义SDTMD最优参数的评价准则,在频域内研究了质量比对SDTMD控制结构位移响应时最优参数和有效性以及冲程的影响;并与TMD、DTMD和基于阻尼连接双层调谐质量阻尼器(DDTMD)装置进行了比较。数值结果表明,SDTMD的控制有效性明显高于TMD、DTMD和DDTMD。

抽水蓄能发电机组转子阻尼环连接片强度及寿命评估

抽水蓄能发电机组转子中阻尼环连接片作为阻尼绕组的重要部件,在发电机组运行过程中受到离心力、电磁力等作用,极易发生疲劳开裂并刮伤定子绕组绝缘等严重事故.目前应用最广的转子阻尼环连接片有两种,分别为普通型阻尼环连接片和Ω型阻尼环连接片.通过有限元软件分析两种转子阻尼环连接片在不同工况下的应力应变,并计算了两种阻尼环连接片的安全系数.根据疲劳寿命评估方法,得到了两种转子阻尼环连接片的疲劳寿命,为阻尼环连接片的选型和制定连接片的维护及更换周期提供参考.

大型水轮发电机阻尼软连接断裂现象分析及处理

大型水轮发电机一般在磁极上装有阻尼绕组,阻尼绕组能够抑制震荡,提高稳定性限制不对称短路时的过电压等,阻尼绕组之间通过软连接相连。本文介绍了一起由于阻尼软连接断裂的铜丝掉入定子线棒内导致定子线棒放电的故障,分析了导致阻尼软连接断裂的原因,并根据分析结果对阻尼软连接进行换型改造,避免类似故障再次发生,同时介绍了对线棒放电点的处理措施。

阻尼器在连体结构中的振动控制作用研究

结合连体结构中设置的连体,可在主体和连体结构连接处合理设置阻尼器,以削减结构的地震反应。本文基于时程分析方法,对以该方式设置阻尼器的非对称双塔连体结构进行了分析,探讨该被动控制体系的减震规律,并采用matlab语言编制程序进行算例分析。分析结果表明,连体阻尼器对非对称连体结构有较好的减震效应。

阻尼连体结构地震响应影响参数研究

针对阻尼连体结构,采用串并联质点系层模型,沿连体设置方向施加El Centro1940地震波,讨论了毗邻结构自振周期比与连接体阻尼刚度变化对阻尼连体结构地震响应的影响。研究结果表明:毗邻结构自振周期比与连体阻尼刚度对结构的地震响应影响较大,存在一个使结构地震响应为最优的周期比与阻尼刚度值,为实际工程应用和研究提供一些参考。

不同连接方式非对称双塔连体结构地震响应分析

为了研究非对称双塔楼连体结构在地震作用下的响应特征,采用SAP2000分析软件对无连廊及连廊与主体结构之间采用阻尼连接、刚性连接3种结构模型分别进行了模态分析、反应谱分析及弹性和弹塑性时程分析.结果表明:增设连廊后结构的整体刚度和协调性明显提高;连廊与主体结构采用刚性连接更能提高整体结构的协调性,但连廊及与连廊相邻构件受力复杂;连廊与主体结构采用阻尼连接能够适当提高整体结构的协调性且连廊受力较小,这种连接方式更有利于提高严重不对称双塔楼连体结构的抗震性能.

装配整体式黏滞阻尼器减震框架试验及参数分析研究

对一种普通装配整体式框架结构与配置黏滞阻尼器的装配整体式减震框架进行了动力试验与有限元对比分析研究,试验与有限元结果吻合较好,并对普通装配式框架与装配式黏滞阻尼器减震框架进行对比分析,在此基础上进行拆除黏滞阻尼器的带连接墙的装配式框架与黏滞阻尼器跨内不同布置位置的参数影响分析研究。结果表明:黏滞阻尼器在装配式框架中具有良好的减震效能,且能够延缓梁端塑性铰的开展,而阻尼器连接墙的存在可以提高框架的刚度,但会削弱构件的最大承载力。黏滞阻尼器在跨中与跨边布置均能有效提高结构承载力,其中跨内中部布置黏滞阻尼器相较于端部阻尼器布置能够更好地发挥减震效能,说明黏滞阻尼器在端部布置削弱了装配式黏滞阻尼器减震框架的承载力,该研究可为装配式结构减震方案优选提供帮助。

新型竖向连接的带暗支撑预制叠合剪力墙抗震试验研究

为研究得到带暗支撑的预制叠合板剪力墙合理的竖向连接方法,分别设计了1片带钢板暗支撑的局部高阻尼混凝土U型连接预制叠合剪力墙和1片带90°钢板暗支撑的局部高阻尼混凝土预制叠合剪力墙,并设计1片普通钢板暗支撑现浇剪力墙做对比,进行了拟静力试验研究,对比三个试件在受力作用下的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、耗能性能、裂缝发展情况以及破坏形态。研究结果表明:采用U型连接的带暗支撑预制叠合板剪力墙与现浇带暗支撑剪力墙的承载能力以及抗震性能基本相近,90°暗支撑的预制叠合板剪力墙在减少钢材用量的前提下也拥有足够的承载能力和良好的抗震性能。

四塔支承超大直径圆环复杂结构设计

上海临港新片区新建一幢地标建筑,该建筑为四幢46.8 m高的塔楼支承一个直径150 m、高度8.6 m的超大直径圆环,结构复杂。结构主要特点是超大直径圆环内侧采用倒三角形空间桁架、楼面梁采用变截面悬挑钢梁,四幢塔楼采用钢框架-屈曲约束支撑-屈曲约束钢板墙结构体系,超大直径圆环和四幢支承塔楼之间采用一个对角铰接、另一个对角滑动支座加黏滞阻尼器的连接方式。由于建筑师的要求,超大直径圆环横截面为外侧开口的C形截面,如何克服圆环外侧开口带来的扭转作用是设计难点。主要进行了支承塔楼的结构设计和计算分析,超大直径圆环的结构选型和抗扭性能研究,圆环和支承塔楼连接设计,支承塔楼和圆环组成的整体结构计算分析,整体结构大震下弹塑性时程分析。设计和研究成果可为圆环结构、多个塔楼共同支承一个上部结构等类似工程设计提供借鉴。

融合有限元理论的DMB方法及其在复杂超大型浮体上的应用

[目的]将有限元理论融入离散模块梁单元(DMB)方法,优化集中质量刚度矩阵的求解方式,以使DMB方法更易于处理复杂超大型浮体(VLFS)问题。[方法]使用三维势流理论进行水动力分析并给出水弹性方程;引入有限元理论,将每个子模块离散为若干微小梁单元以求解刚度阵,并基于子结构法和矩阵理论推导集中质量刚度矩阵;处理复杂边界条件时,根据边界约束模式,采用划零置一法或是直接在刚度阵中增加约束项进行处理;处理复杂连接条件时,首先更改节点编号,然后再根据连接件的特点建立连接件约束矩阵并将其融入总刚度阵中。[结果]使用DMB方法计算复杂超大型浮体的位移响应时,在边界条件选取固定端和弹簧−阻尼端、连接件选取铰接、刚性连接和弹簧阻尼连接等情况下,所得结果与直接法吻合较好。[结论]研究表明,融合有限元理论的DMB方法能够方便、快速、准确地处理复杂超大型浮体在多种复杂工况下的水弹性响应。

多机系统中励磁与SVC的协调控制

主要研究基于结构保持模型的多机电力系统的暂态稳定性。将连接与阻尼分配?无源控制方法进行从常微分方程到微分代数方程的拓展,求解一类仿射非线性微分代数系统的调节问题。并用所提方法设计多机系统中的发电机励磁与静止无功补偿器的协调控制器,不再拘泥于单机系统的协调控制研究。该方法充分利用整个系统的物理结构,通过引入电气与机械动态之间的耦合项进行能量整形,加强两者之间的联系,保证闭环系统的渐近稳定性。仿真结果说明了协调控制器在阻尼振荡和增强电压稳定性上的有效性。

DYNAMIC ANALYSIS OF DAMPER CONNECTED ADJACENT BUILDINGS UNDER EARTHQUAKE

A formulation of the multi degree of freedom equations of motion for damper connected adjacent multi story buildings under earthquake excitation is presented.The ground acceleration due to earthquake is regarded as a stochastic process,and a pseudo excitation algorithm in frequency domain is implemented in a computer program to handle the non orthogonal damping properties of the system.The effectiveness of joint dampers is then investigated in terms of the reduction of displacement,acceleration and shear force responses of adjacent buildings.