基于开孔钢板拉压屈服的耗能阻尼器力学性能计算方法与验证

为进一步明确基于开孔钢板拉压屈服的新型耗能阻尼器力学性能,使其能更好地应用于工程,开展了力学性能计算方法的推导与验证研究。根据耗能核心钢板的构造形式以及轴向变形叠加原理,推导出了阻尼器初始刚度、屈服荷载和屈服位移的计算公式。考虑耗能核心钢板的主要构造参数(包括核心钢板厚度、开孔段长度、过渡段长度等)的变化,收集了2个试验试件,并设计了9个用于有限元分析的阻尼器模型。通过有限元建模,得到上述9个耗能阻尼器的力学性能分析结果。利用这些试验结果和有限元模型结果,对本文所提出的计算方法进行验证。结果表明:(1)耗能核心钢板考虑其一定比例的有效高度为初始几何缺陷时,可较为准确模拟阻尼器受力性能,得到的有限元与试验结果误差较小;(2)提出的耗能阻尼器力学性能计算公式较为准确,其中阻尼器初始刚度、屈服荷载、屈服位移理论值与有限元模拟值和试验值的误差较小。

折弯翼缘剪切型钢板阻尼器力学特性研究分析

针对目前剪切型钢板阻尼器翼缘根部焊缝处容易断裂问题,本文试验模型采用一种折弯结构形式的翼缘,并提出一套适用于折弯翼缘剪切钢板阻尼器的基本性能参数(弹性刚度、屈服荷载、屈服位移)理论计算式;然后通过Abaqus有限元建模,模拟阻尼器单调加载和滞回受力性能,模拟结果显示腹板应力分布均匀,全截面基本屈服,阻尼器整体稳性良好;最后对设计的阻尼器进行足尺试验,包括阻尼器的基本力学和疲劳性能,基本力学试验中滞回曲线面积饱满,且与模拟滞回曲线吻合度高,试验结果表明阻尼器屈服承载力、屈服位移和弹性刚度的计算值、有限元分析值和试验结果基本吻合,最大误差为5.83%;低周疲劳试验结果表明折弯结构有效解决了翼缘端部的断裂失效问题,提高了阻尼器的抗疲劳性能,且疲劳曲线平滑饱满,重合度高,表明其疲劳稳定性好,耗能能力强。

螺旋式钢阻尼器耗能性能研究

针对地震作用多向性和随机性的特点,提出了一种具有水平双向耗能功能的螺旋式钢阻尼器。该阻尼器由圆钢弯制成螺旋形状,水平安装在墩顶与梁底之间。基于刚臂法和力法方程,推导了该种阻尼器的承载力计算公式,并采用拟静力循环加载试验研究了阻尼器的滞回性能和低周疲劳寿命。将有限元计算结果分别与理论和试验结果进行了对比。最后研究了螺旋距离、圆钢半径和螺旋半径3个主要形状参数对阻尼器耗能能力的影响。结果表明:螺旋阻尼器的滞回曲线稳定且饱满,具有良好的耗能能力和双向力学行为。

一种变摩擦自复位阻尼器的设计与分析

设计了一种变摩擦自复位的阻尼器。该阻尼器主要是通过平面和坡面来实现变摩擦功能,通过形状记忆合金的形状记忆效应来实现自复位功能。在施加弹簧预紧力的情况下,分析了整个过程的工作原理,给出了整个工作过程下的力学计算模型,并得到了该阻尼器理想的滞回曲线。利用ANSYS有限元软件分析了阻尼器各个元件的在三组预紧力下的应力,满足强度要求。得到了应用有限元软件的滞回曲线,与理论的滞回曲线较吻合,验证了理论滞回曲线的正确性。

自卸汽车拉杆式自锁机构设计与计算

自卸汽车拉杆转动式锁紧机构是一种非匀速转动的四连杆机构。设计中往往借助于坐标和自身车辆后悬尺寸的选择才能完成,有时决定某连杆长度时往往需多次来回验算才能确定,没有一套常规的计算程序。文中介绍了一种借助任意三角形的计算公式来求证验算整个自锁机构,设计方法明了,尺寸准确、可靠,并且可避免锁钩与拉杆在拉直状态下反弹现象,计算过程简单,易于操作。

带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验研究

在燃气轮机高压涡轮叶片上安装缘板阻尼结构可以有效降低叶片振动应力,为了掌握叶片振动特性,进而指导阻尼结构设计,以某船用燃气轮机高压涡轮转子为研究对象,开展带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验。设计了缘板阻尼结构形式,开发了雾化油滴喷液激振试验系统;同时,模拟常温环境下的叶片工作载荷,结合试验数据分析获取叶片安装阻尼器前后的动应力变化情况。试验结果表明:所设计的试验系统能够很好地模拟叶片弯曲和扭转共振状态;无阻尼激振试验获取的叶片模态参数与理论计算值相当,试验结果验证了理论计算方法的准确性;安装缘板阻尼器后叶片弯曲振动应力下降明显,存在最优阻尼参数使减振效果最佳;根据叶片幅频响应曲线可以看出,缘板阻尼器使叶片非线性力学特征增强,出现叶片振动能量相互传递的现象。