基于模态振型的固定结合面动态特性参数测试

为了准确获取机械固定结合面动态特性参数(动刚度和阻尼系数),提出了将所测固定结合面最弱的结合面分离的原则,建立了基于单自由度振动系统且消除了基础位移的固定结合面动态特性参数测试模型。在测试模型上完成了测试系统的设计与开发,并结合模态振型与频响函数曲线对结合面固有频率进行识别。最后对该测试系统进行了测试,从系统振型、频响函数曲线等方面验证了测试系统的正确性。该文结果为固定结合面动态特性参数测试提供了一种准确可靠的方法。

液力变矩器非线性特性的研究

在建立液力变矩器的模型基础上 ,根据能量守恒进行分析、并推导出液力变矩器的等效粘性阻尼系数公式。再通过液力变矩器原始特性对其等效阻尼系数进行拟合计算 ,得出了液力变矩器非线性等效阻尼系数与涡轮、泵轮速比及泵轮转速的定量关系。同时通过变矩器的力学分析 。

铁基多孔含油固定结合面法向动态特性研究

实验研究了多孔含油材料固定结合面法向刚度和阻尼特性,运用带有调节系数的等效单自由度结合面单位面积参数识别方法对其进行识别。该方法采用相对位移法,将任意质量为m的振动系统等效为质量是Me的标准单自由度系统。方便快速地识别出结合面的单位面积刚度和阻尼系数,识别精度高。通过等效单自由度参数识别方法,分别识别了45号钢无介质结合面和铁基多孔材料(含油介质)结合面的法向刚度和阻尼系数。对比表明实验所用铁基多孔材料含油结合面法向动态特性优于45号钢无介质结合面,在相同的法向预紧力下,前者单位面积刚度增加40%左右,同时前者单位面积阻尼系数增大5-6倍。

非对称刚构-连续组合体系梁桥受力特性研究

为给非对称刚构-连续组合体系梁桥的设计与应用提供理论基础,以渝湘复线高速长头河特大桥主桥为背景,引入非对称比例系数研究不对称程度对非对称刚构-连续组合梁桥力学特性的影响,提出采用在连续墩处设置组合阻尼支承体系改善该体系梁桥连续墩处主梁在横向风荷载作用下受力不利的问题。保持该桥主跨跨径180 m不变,调整刚构侧和连续侧单侧主梁长度在主跨范围内的占比,采用MIDAS Civil软件建立10个不同非对称比例系数的刚构-连续组合体系梁桥有限元模型,分析不同模型在恒载、汽车荷载、温度荷载、收缩徐变等作用下的主梁内力和支座反力,以及组合阻尼支座不同水平等效刚度对主梁受力的影响。结果表明:非对称刚构-连续组合体系梁桥不对称程度对结构内力影响最大的荷载为收缩徐变;非对称比例系数m>0.2时需适当加大连续墩处主梁梁高、延长小边跨长度以减小非对称性的不利影响,m最大限值建议采用0.3;在连续墩处设置组合阻尼支承体系,利用阻尼位移使主梁协调变形,能有效降低横向风荷载引起的主梁弯矩和应力幅。

钢法兰-榫式连接的装配式RC柱抗震性能试验研究

结合干式连接和湿式连接的优点提出了一种用于装配式钢筋混凝土柱(reinforced concrete,RC)的钢法兰-榫式连接,采用试验方法研究了该类连接的装配式RC柱的抗震性能。设计并制作了1个现浇柱试件和3个钢法兰-榫式连接的装配式柱试件,开展了试件的拟静力试验,研究了各试件的破坏过程及破坏形态,分析了钢法兰-榫式连接方式、钢法兰的钢腹板厚度及混凝土榫头箍筋配筋参数对试件破坏模式、滞回耗能性能、变形能力和关键点处应变的影响。试验结果表明,3个装配式试件的延性系数均大于4.0,变形能力和现浇试件相当,等效黏滞阻尼比均在0.2左右,表现出良好的延性及耗能性能;现浇试件XJ-1与装配式试件ZJ-1以柱底压弯破坏为主,装配式试件ZJ-2和ZJ-3分别发生腹板压弯破坏和榫头剪切破坏,试件ZJ-2的耗能能力较弱而试件ZJ-3的延性较差;腹板的厚度减小会降低钢节点的承载能力并导致腹板和上、下端板的应变增大,混凝土榫头箍筋配筋的减少导致榫头纵筋应变显著增加;装配式柱的柱纵筋的应变与现浇柱相当,表明钢节点能够有效传递纵筋应力。试验结果可为此类连接的装配式RC柱的设计提供参考。

混杂纤维RAC框架节点的有限元分析

利用再生钢纤维与聚丙烯纤维(TANK纤维)对再生骨料混凝土(RAC)进行了性能增强,并进行了相应的基本材性试验,利用所得数据确定了混杂纤维掺量(质量分数)0%,0.3%,0.5%,1.0%下的纤维再生混凝土本构方程;利用有限元软件ABAQUS对不同混杂纤维掺量RAC框架节点进行了拟静力非线性分析,得出相应的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线,并分析了其耗能性能和等效粘滞阻尼系数。结果表明:混杂纤维能够较为有效地改善RAC的基本力学性能,同时对于框架节点的抗震性能亦有较为明显的改善,并且随着混杂纤维掺量的增大,其抗震性能均有所提高。

动涡旋盘与轴向随变机构机械振动模拟

在分析涡旋压缩机动涡旋盘动力特性的基础上，采用三自由度振动数学模型对其工作时的振动特性进行数学模拟，并以公式的形式明确表示出该振动系统的特性参数．为分析涡旋压缩机的气体泄漏、摩擦功率损失、噪声的产生提供了重要的理论依据．

基于全时程迭代的金属阻尼器减震结构地震响应分析方法研究

准确地估算等效阻尼系数和等效附加刚度对于附加金属阻尼器的减震结构的设计具有实用意义。首先基于等效线性化基本理论推导出等效阻尼系数和等效附加刚度计算公式,并引入全时程迭代的思想,形成一种附加金属阻尼器减震结构的地震响应分析方法。继而通过对3层剪切型结构的地震响应分析,探讨了该计算方法迭代过程的收敛性。最后,通过对3层剪切型结构和8层平面框架结构的地震响应分析,考察了该计算方法的计算精度和可靠性。与现有方法相比,提出的等效阻尼系数和等效附加刚度计算公式物理意义明确,同时考虑了金属阻尼器自身参数和结构动力响应对等效线性化参数的影响,采用的全时程迭代方法具有收敛速度快、计算精度高等优点。

节流孔式空气阻尼系统建模及参数影响分析

考虑空气弹簧橡胶气囊力学特性,采用分数导数Kelvin-Voigt模型和摩擦模型对空气弹簧橡胶气囊进行建模;并基于牛顿力学、热力学、流体力学和黏弹性力学,建立了节流孔式空气阻尼系统非线性模型。在系统工作平衡点附近,建立了该系统的线性化模型,并基于复刚度等效得到了系统的等效刚度和等效阻尼系数方程。以某空气弹簧为研究对象,实验验证了等效模型的有效性。在此基础上,分析了激振振幅、激振频率以及关键设计参数对系统等效刚度和等效阻尼系数的影响规律,这为空气悬架的刚度和阻尼匹配设计提供参考。

装配式摩擦-软钢耗能支座设计与性能试验

结合滑动摩擦耗能及塑性变形耗能机制,设计了一种装配式摩擦-软钢耗能支座。该支座可看作包含摩擦板的滑动摩擦组件与软钢棒的组合,属于一种功能分离式支座。滑动摩擦组件提供了支座的竖向和水平承载力,以及大部分耗能;而软钢棒增强了支座的屈服后水平刚度,有效减小支座滑动位移,破坏后便于更换。利用压剪试验机实测了摩擦-软钢耗能支座的摩擦系数及耗能性能,后者包括滞回曲线、刚度退化曲线、单位滞回耗能及等效阻尼比等指标。最后提出了一种考虑承载能力系数的改进等效阻尼比。试验结果表明:不同竖向荷载下支座的摩擦系数较为稳定,软钢棒与摩擦板共同提供了支座的水平刚度和耗能能力,支座的整体耗能性能良好。

阻尼复合结构的隔声性能与参数配置

采用等效参数法推导了阻尼复合结构的等效弯曲刚度和结构损耗因子，并对不同结构特征的阻尼复合结构的隔声量进行了数值计算，分析了材料的不同几何参数、物理参数对隔声吻合频率及隔声量的影响，给出了一些有关阻尼复合结构隔声性能的结论．

机床固定结合面等效刚度系数和阻尼系数的研究

研究了确定机床固定结合面的等效刚度系数和等效阻尼系数的新方法。采用迭代计算和动态测试相结合的方法，在多种不同结合面条件下进行了实验和计算，得到了大量的实用数据，并且建立了机床固定结合面的等效参数通用数据库。

节理形态及吻合度对应力波传播影响试验

为探讨节理形态及其吻合程度对应力波传播的影响,分析不同节理吻合系数JMC及其几何分布对节理的动态力学特性和应力波衰减规律的影响,试验采用水泥砂浆材料制备圆柱体试样模拟岩石试样,通过将圆柱体一端面分割为不同数量的扇形凹面来量化描述节理分布形态,同时对两个节理分布形态相同的试样旋转不同角度获得不同节理接触面积的组合试样.分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验结果表明:当组合试样的节理分布形态相同时,试样应力-应变曲线在加载段的非线性随节理接触面积减小逐渐增大,这反映了节理接触面积越小节理对试样加载初期的力学响应越明显;同样在组合试样的节理分布形态相同时,应力波透射系数和节理等效刚度均随节理接触面积增大呈线性增大;当组合试样的节理接触面积相同时,节理接触面几何分布越分散(扇形凹面数量越多)应力波透射系数和等效刚度越大,而且接触面积越大几何分布形态作用影响愈明显.

隔震结构简化设计方法

通过介绍并运用日本的等效线性方法基本原理,结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)对隔震设计的基本规定,归纳出隔震简化设计方法。以运用了基础隔震技术的某学校建筑为例,运用日本等效线性法及隔震简化设计方法进行隔震层设计,并进行了非线性时程分析。结果表明,隔震简化设计方法隔震机理清晰,计算结果可靠,可以用来进行基础隔震设计。

装配式模块单元复合节点的力学性能分析

研究了一种榫式连接结合螺栓连接的装配式模块单元复合节点,通过ABAQUS进行节点实体模型循环荷载下的受力性能模拟分析,得到节点的受力特点并分析节点受力的主要影响因素,分析其抗震能力和受力特点。建立基本节点节点1,并设置了节点位置梁连续、间断100mm、间断200mm的对比节点,同时设置同等构造下焊接连接的对比节点,结果表明这种复合节点滞回曲线饱满,具有良好的抗震性能,对比焊接连接的情况下等效粘滞阻尼系数的折减在10%之内且位于0.4~0.5之间;抗震性能的折减主要发生在弹性阶段,由于节点的变形特点产生的,梁连续布置能够有效限制竖向连接的位移变形,保证节点连接的强度;榫接部位是节点的重要抗剪部位,在节点承受荷载的后期起到了主要作用。

套筒连接预制拼装铁路桥墩抗震性能拟静力试验研究

为研究采用套筒连接的铁路预制拼装桥墩抗震性能,并与整体式现浇墩进行对比,设计两个足尺寸铁路桥墩试件,采用拟静力试验的方法对其抗震力学性能进行了研究,得到了两个试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线,并在此基础上分析了位移延性性能、耗能性能、强度退化规律及刚度退化规律。结果表明预制墩的整体抗震性能明显优于现浇墩,同时得到的刚度退化规律可为进一步开展弹塑性时程分析提供理论依据。

基于性能的隔震结构直接设计方法研究

对隔震结构提出以中震弹性为基准设防目标的性能化设计方法,并通过引入结构性能系数φ调整同一震级下不同性能设防目标之间的关系;提出通过迭代计算确定隔震层的水平等效刚度和等效阻尼比的方法,并通过两种不同的初值进行迭代方法的验证;对比了隔震结构采用直接设计法和传统的两阶段分部设计法的内力和配筋结果。研究表明,提出的设计方法可通过引入结构性能系数φ调整同一震级下不同地震作用效应的组合以适应不同的性能设计目标;相比较传统的两阶段分部设计法,上部结构随隔震层的平动改变了构件之间的地震作用分配方式,减轻了中梁的受扭现象,使上部构件的受力更加合理。