套索式黏滞阻尼器位移放大系数合理取值和布置优化

针对刚度较大、层间位移较小的超高层剪力墙结构,黏滞阻尼器采用套索布置在避难层中,其放大系数的取值和布置方式仍存在不足。套索连接是位移放大装置,通过放大阻尼器轴向行程来提高阻尼器的耗能能力。从几何分析的角度出发,对反向套索连接阻尼器的结构减振率和布置优化进行探讨:推导了反向套索连接阻尼器轴线最大位移的解析式,对比不同布置高度、不同放大系数的套索连接下结构的动力响应。当布置框架跨度过大时,通过设置悬挑桁架的反向套索连接,对比设置前后结构的动力响应。研究结果表明:套索系统效率与布置框架的高度、跨度有关,按角度确定的理论放大系数与结构减振率并不成正比。与原方案布置相比,优化布置后的结构减振率更高。优化方案在实际工程中均得到验证,即合理选取套索放大系数和布置方式能更大化地提高结构的附加阻尼比。

测量液体黏滞系数实验改进

落球法是目前大学物理实验教学中常用的液体黏滞系数测量方法,其存在小球回收难、受液体透明度限制以及精度较低的问题.本改进实验基于转换法的物理实验思想,通过滑轮组结构将测速过程由圆筒内部转到外部,并引入激光测距仪与光阑结构,在不同温度下测量了蓖麻油的黏滞系数.实验操作简洁易行,演示直观,精度较高,适用于不透明液体,有良好的推广意义.

液体黏滞系数测量方法的改进与研究

通过对传统落球法液体黏滞系数测量仪器存在的问题进行整理和分析,在THQNZ-1型液体黏滞系数测试仪的基础上,采用高精度激光对管传感器与单片机计数控制器相连接,将采集到的数据通过串口传输数据至电脑,并利用计算机对实验数据进行科学精准处理,用高效的方法计算出液体的黏滞系数。同时,为了减少环境温度对液体黏滞系数测量值的影响,把测试仪置于恒温箱内,通过温度控制器调节恒温箱的温度,利用可实时控制实验环境温度的方法,最大限度地把控因环境温度变化对测量结果的不确定性。

落球法测定液体黏滞系数的改进及实验探究

对传统落球法测液体黏滞系数的实验进行改进:自行设计3D打印盖并与电磁铁组合,实现小钢球沿量筒的中心轴线下落;利用Phyphox App进行装置水平调节;利用PASCOCapstone视频分析软件实时追踪小球的位置;利用Matlab进行结果和不确定度的计算。改进后的实验结果的百分误差大幅度减小,测量结果准确度和效率大大提高。此外,还研究了小球直径、量筒内径对黏滞系数的影响。

利用降膜流动测量液体黏滞系数

利用降膜流动设计并搭建了测量液体黏滞系数的实验装置,根据不可压缩液体N-S方程,结合边界条件建模。采取测量液膜表面速度的方法计算液膜厚度。测量了蓖麻油不同流量下的黏滞系数,倾斜板在不同倾角下,黏滞系数测量相对准确的流量区间基本相同,相对误差在8%以下。分析了装置的适用条件和误差来源。并用全内反射法进行了液膜厚度对比验证。该研究丰富了测量液体黏滞系数的教学内容和方法,有助于学生掌握流体力学相关知识,提高综合设计能力。

落球法测量液体黏滞系数的实验设计

本文介绍一套基于落球法的液体黏滞系数测量装置及实验方案。利用舵机和吸管组装的释放装置可以稳定控制小球的释放位置,确保其能够沿着容器的中轴线下落。将不同规格的量筒与不同材质大小的小球进行搭配,获得了多组实验数据,并详细分析了各物理量对总误差的贡献比例。

基于黏滞系数实验的甘油浓度测量研究

加工生产中经常需要测量黏滞液体的浓度,以甘油为例,采用黏滞系数实验装置,利用Matlab强大的数据处理和图形可视化功能,将测量得到的不同浓度的甘油黏滞系数进行数据拟合,得出浓度和黏滞系数的关系式,并将未参与数据拟合的99%浓度的黏滞系数代入拟合得到的关系式中,计算得到的浓度和已知浓度做对比,给出相对误差,检验拟合关系式。结果显示,拟合关系式可以用于测量未知甘油的浓度,此方法可以推广到其他黏滞液体的浓度测量。

利用光杠杆辅助转筒法测量黏滞系数的研究

针对现有液体黏滞系数测量实验中存在的问题,改进了转筒法测量液体黏滞系数的实验,通过设计内外转筒动静结合结构将黏滞力转化为转筒的扭矩,利用三线摆把转筒扭矩转化为转筒的微小转动,并利用光杠杆法测量转筒的微小转动,将难以直观观察的黏滞力转化为常见易测的物理量,使实验现象更加明显。本实验巧妙地将相对运动的测量端固定起来,大大降低了测量的难度。此外,通过增加恒温装置和测温装置,实现了液体黏滞系数随温度的变化情况的测量,能够解决生产中的具体问题,具有一定的推广价值。

转筒法测液体黏滞系数实验装置改进

转筒法是大学物理实验中常用的一种测量液体黏滞系数的方法,研究了一种改进的转筒法测量液体黏滞系数的装置,该装置相比于传统转筒法装置,增加了电机驱动、光电门测速以及温控系统,并通过测量不同温度下甘油的黏滞系数验证了改进装置的有效性和高准确率.

液晶高分子材料PolyesterX7G黏滞系数数值计算方法研究

热致性液晶高分子材料以其优异性能被视为微注塑行业的首选材料,应用广泛,但薄弱的研究基础跟不上应用的需求。针对热致性高分子液晶材料黏滞系数实验获取困难的问题,提出两种数值求解Leslie黏滞系数的方法,理论基础分别为Maier-Saupe理论与Doi-Edwards理论。对典型热致性液晶材料Polyester X7G的微注塑过程进行了数值模拟,并将两种求解黏滞系数的方法嵌入模拟过程。通过与实验结果的对比发现,基于Maier-Saupe理论的黏滞系数求解方法结果更加准确,与实验结果吻合度更高。文中的研究结论丰富了热致性液晶高分子材料的基础研究成果,并为该材料在微注塑行业的更广泛应用提供了参考。

材料黏滞系数与损耗因子的频率相关性研究

针对黏弹性材料KV阻尼模型的黏滞系数与复阻尼模型的损耗因子间的关系,由单自由度体系的结构动力学分析,并基于结构振动响应的一致性,推导建立了黏滞系数与损耗因子在结构线性稳态简谐振动和自由振动时的一般关系式;并利用该关系式,试验研究了纤维混凝土材料黏滞系数和损耗因子的频率相关性.结果表明,黏滞系数与损耗因子间的关系在稳态简谐振动和自由振动时的表达形式相同,只是频率取值不同;纤维混凝土的损耗因子和黏滞系数都随频率增加而降低,且在0.5～1.0Hz频段降幅显著,而后渐趋平缓;相比于素混凝土,纤维混凝土的黏滞系数和损耗因子与激振频率的相关性更强.试验所得纤维混凝土频率相关的黏滞系数、损耗因子及推导所建立的两参数关系式为构建物理意义明确且又便于结构振动反应分析的阻尼系数或阻尼矩阵奠定了基础.

改进的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型及其硬化黏滞系数的修正

基于蠕变过程中的硬化-损伤机制,在对江西东乡铜矿砂质页岩单轴循环加卸载蠕变试验数据分析过程中,提出硬化-损伤效应的时效机制,并基于此对高应力条件下衰减蠕变阶段的黏滞系数(硬化黏滞系数)进行修正;结合定常蠕变阶段的损伤蠕变机制,提出高应力条件下岩石损伤效应的累积-扩散机理,并据此引入以累积损伤蠕变量为判定准则的加速蠕变触发模型(非线性蠕变体)描述岩石的不稳定蠕变特征。在此基础上,引入瞬时塑性元件,与虎克体和黏弹塑性体串联,建立了一个能够完整描述岩石蠕变全过程的非线性黏弹塑性蠕变模型。试验曲线与模型曲线较吻合,说明对高应力下硬化黏滞系数修正的必要性,改进非线性蠕变体的正确性与合理性。

液体黏滞系数测量新方法

提出一种利用磁致伸缩传感器在金属杆（探杆）中激励超声导波扭转模态,用于液体黏滞系数测量的新方法.与基于导波波速的理论测量模型（波速模型）相比较,分析基于导波衰减系数的理论测量模型（衰减模型）的优势,并通过数值仿真分析衰减法模型中频率、探杆材料以及直径3个参数对测量结果的影响.根据磁致伸缩传感器系统设计原理,针对被检测液体黏滞系数范围,给出满足系统整体最佳衰减值为1 Np或限制在0.5～5 Np范围内要求的传感器系统最佳设计参数.利用衰减法对不同浓度（质量分数）的丙三醇溶液的黏滞系数进行试验测量,结果显示,试验测量值与传统方法测得的参考值,以及理论模型预测曲线相吻合,表明该方法可用于牛顿液体黏滞系数的测量.

利用震后GPS数据反演汶川地区有效黏滞系数

利用2009—2011年汶川震区GPS水平速度场数据,综合考虑汶川震后的余滑模型、黏弹性松弛模型及用于描述地壳长期运动的弹性块体模型,采用格网搜索法反演了汶川震区中下地壳的有效黏滞系数.地壳介质黏滞系数不同是造成震后断层两侧地壳水平运动差异的主要因素.研究发现,龙门山断裂带两侧中下地壳介质的黏滞系数差别很大.龙门山断裂以西川西块体中下地壳(16—40km)的有效黏滞系数约为7×1019Pa·s,而龙门山断裂以西、岷江断裂以东的岷江地块中下地壳(16—40km)的有效黏滞系数约为1020Pa·s,比川西地块大.龙门山断裂以东的四川盆地中下地壳(16—40km)的有效黏滞系数约为7×1022Pa·s,比岷江地块和川西地块均大,呈现极强的刚性运动特点.此外,由于同震破裂滑脱面的存在,震中附近的余滑效应比较显著.

结构性软土的黏滞系数

黏滞系数是表征土的蠕变和流动特性的重要指标。对黄石、漳州、青岛地区结构性软土进行电子显微镜扫描、颗粒分析、X衍射试验和化学分析试验,测试结果表明,软土的粒度成分、矿物成分、物理化学性质、结构类型对黏滞系数影响较大。软土蠕变过程中,结构单元体发生定向排列或产生滑动,其相对运动使结合水的黏滞性反映出来,进而引起黏滞系数的变化。进行直接剪切蠕变试验,并通过陈氏法处理蠕变试验数据。试验结果表明,黏滞系数随剪应力的增加达到峰值,固结压力越大,峰值体现越明显,峰值对应的剪应力也越大,这主要是微观结构随剪应力增大逐渐破损所引起的。固结压力增大,结合水膜厚度变薄,土颗粒间连接力增强,黏滞系数也随之增大。用不同固结压力下黏滞系数峰值对应的剪应力代替临界抗剪强度,提出了一个新的求取长期强度的方法,并通过试验数据验证了方法的正确性。该研究有助于进一步认清蠕变机制,对修正或建立较为符合实际的本构模型有一定意义。

混凝土材料黏滞系数的测试技术及试验研究

针对固体材料弹性阶段内阻尼,采用黏弹性材料本构关系,通过振型分解法推导建立了简谐荷载激励下材料黏滞系数的测试理论,包括存在钢筋的情况;利用三点弯曲梁式材料阻尼测试装置,对6种不同配合比复合纤维增强阻尼混凝土的黏滞系数进行了试验测试,表明测试理论的可行性,并对试验结果进行了简要探讨。

视频图像法测量液体黏滞系数

采用视频图像精确测量小球在液体中下落的速度,通过斯托克斯公式得出液体的黏滞系数。与传统的光电门控制法和旋转法测量的黏滞系数值比较,视频图像法测量黏滞系数方法具有操作简单、综合性强等特点,可作为学生综合型、设计性实验,为传统仪器的改进提供了新思路。

升球法测量非透明液体的黏滞系数

传统的落球法只能测量透明或半透明液体的黏滞系数,为此设计了一种利用升球法测量非透明液体黏滞系数的实验装置。该装置利用适当质量的砝码通过两个定滑轮拉动小球匀速上升一定距离,利用斯托克斯公式并结合力学实验的内容,进而测出该液体的黏滞系数。结果表明,升球法测量液体的黏滞系数不需要测量液体及小球的密度,测量原理简单,方法直观可行,测量结果可靠,具有较好的应用前景。

基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量

体黏滞系数是从微观角度认识气体分子黏滞性的重要参数,传统的兆赫兹声频范围的声波吸收方法无法直接应用于声波弛豫效应在千兆赫兹范围的高频领域,而瑞利-布里渊散射则能实现对声波弛豫效应在千兆赫兹的气体体黏滞系数的测量.本文测量了532 nm激光激发的常温下压强分别为1-9 bar的氮气的自发瑞利-布里渊散射光谱,利用已知温度和压强的理论模型对测量光谱进行了比较,获得了准确的散射角.利用该散射角并结合χ~2值最小原理反演得到不同压强(4—9 bar)下氮气的平均体黏滞系数为(1.46±0.14)×10^(-5)kg·m^(-1)·s^(-1),该结果与文献中利用自发瑞利-布里渊散射获得的结果和理论计算结果相近,但与相干瑞利-布里渊散射的测量结果相差明显.利用该平均体黏滞系数对氮气在不同压强下的温度进行了反演,得到各压强下的温度与实际温度的绝对误差小于2.50 K,反演温度的平均值与实际温度误差小于0.15 K,该结果证明了实验测量得到的氮气的体黏滞系数具有较高的准确性,同时也说明利用瑞利-布里渊散射反演气体参数具有较高的准确性和可靠性.

考虑弯剪变形的黏滞阻尼器布置机构位移放大系数计算

现有的黏滞阻尼器布置机构的位移放大系数计算公式是基于结构剪切型侧移模式推导的,而多高层建筑结构的侧移模式一般为弯剪型,这有可能导致采用现有方法计算多高层建筑结构中的黏滞阻尼器的位移放大系数和附加阻尼比不准确。采用解析几何方法,推导了单层弯剪型结构和一般多高层结构中阻尼器布置机构位移放大系数的计算公式,包括对角布置机构、剪刀撑布置机构、下套索布置机构、上套索布置机构。按照阻尼器布置机构位移放大系数现有计算方法和本文提出的方法,采用应变能法计算了多层钢框架结构中布置黏滞阻尼器的附加阻尼比,并与自由振动衰减法的计算结果进行了对比,本文方法的计算误差不到1%。这验证了本文提出的考虑弯剪变形的黏滞阻尼器布置机构位移放大系数的计算方法对一般多高层结构具有更好的计算精度。