NOPD的椭球状散体元建模

提出了能模拟不同颗粒形状的微颗粒组合体的椭球状散体元模型，从理论上解决了椭球单元的接触判断及运动学、动力学问题。采用该模型对NOPD复合阻尼结构进行了动力学计算，计算结果与实验结果具有很好的一致性，为进一步研究NOPD的阻尼机理提供了一种理论分析方法。

NOPD单自由度体系阻尼特性的实验研究

针对非阻塞性微颗粒阻尼(NOPD)单自由度体系,通过实验研究颗粒填充率、颗粒材料类型、振动方向以及空腔形状等因素对结构阻尼特性的影响,并根据实验数据对阻尼特性进行了拟合分析。实验结果表明:颗粒填充率是结构阻尼的显著影响因素,颗粒沿空腔横向产生振动时的阻尼大于沿纵向振动时的阻尼,采用长方形空腔形状更有利于结构取得好的颗粒阻尼效应。当填充率相等时,采用铁粉颗粒比采用砂粒对结构阻尼的增大效果更好。实验结果可为以后进一步的理论分析提供依据。

基于内时理论的NOPD力学模型及动力分析

建立了散粒体的增量型内蕴时间理论本构方程 .基于此建立了非阻塞性微颗粒复合阻尼 (NOPD)结构的有限元动力方程 ,并用Newmark方法对此方程进行了数值计算 .计算结果与实验结果具有很好的一致性 ,为NOPD的工程应用提供了一种实用的数值分析方法 .

颗粒阻尼技术研究综述

介绍颗粒阻尼技术基本概念、耗能机理及国内外应用与研究概况;系统阐述颗粒阻尼理论分析、数值模拟及试验研究发展,简述多自由度结构附加颗粒阻尼器离散元模拟方法;重点介绍颗粒阻尼技术应用于土木工程实例及相应研究,指出其在应用中的诸多优点及使用潜力,针对研究的难点与不足提出建议。

非阻塞性微颗粒阻尼柱阻尼特性的实验研究

针对三个非阻塞性微颗粒阻尼空心柱,分别采用铁粉、铅粉和砂粒作为填充颗粒,通过自由振动实验,研究颗粒填充率、质量比、空腔结构形式、颗粒材料类型等因素对构件阻尼特性的影响,探索构件的合理空腔结构形式。实验结果表明:颗粒填充率和质量比是柱阻尼的显著影响因素,设计颗粒阻尼柱时选取合适的质量比或填充率可以获得最大程度的阻尼增大效果。另外,多空腔结构形式、多空腔填充颗粒方案以及选用合理的颗粒材料类型均有助于柱阻尼的提高。不管采用金属颗粒还是非金属颗粒,颗粒质量比宜控制在0.3～0.5的范围。当颗粒用量不大时,选用铅粉、铁粉等金属颗粒比采用非金属颗粒能获得更大的结构阻尼。实验结果可为非阻塞性微颗粒阻尼柱的合理设计提供依据。

非阻塞性颗粒阻尼的离散元法

提出了一种研究颗粒阻尼减振特性的离散元算法,建立了离散元法(DEM)数学模型.通过分析颗粒间以及颗粒与容器壁间的相互作用规律,能较准确地预测颗粒阻尼的减振特性.与实验结果进行了比较,验证了该离散元数学模型的正确性.利用离散元数学模型来研究颗粒阻尼结构属性的改变对其阻尼减振特性的影响,结果表明,质量比和材料密度都对颗粒阻尼的减振特性有影响.

动理论在预测非阻塞性颗粒阻尼能量耗散中的应用

为了准确分析颗粒阻尼(NOPD)的能量耗散机理,拓宽颗粒阻尼在工程中的应用范围,根据分子动理论基本原理,建立非阻塞性颗粒阻尼能量耗散的定量模型。在振动流化床颗粒系统研究成果的基础上,认为当阻尼器内部的颗粒充分流化时,颗粒之间的物质输运和能量耗散由颗粒之间的碰撞主导;将阻尼器内部颗粒的运动与气体分子的运动进行类比,建立非阻塞性颗粒阻尼的能量守恒方程;通过求解颗粒系统的广义温度,得到非阻塞性颗粒阻尼能量耗散功率的定量模型。研究结果表明,颗粒阻尼的能量耗散功率随着颗粒直径的增大、颗粒层数的增多、材料密度的增加以及振动强度的提高逐渐提高。与现有模型相比,提出的模型颗粒阻尼的能量耗散功率不依赖颗粒内部速度梯度,因而具有更大的实际应用范围,也为更精确地描述非阻塞性颗粒阻尼的能量耗散机理提供了一种新的思路。

颗粒物质流变学行为和材料参数对颗粒阻尼器能量耗散的影响

颗粒阻尼技术(NOPD),作为一种简单有效的振动控制手段被广泛应用于各种场合。基于离散单元法仿真,结合NOPD中颗粒系统的运动状态对阻尼效果进行分析,探究不同振动条件对阻尼性能的影响,从细观尺度阐述颗粒系统的能量耗散机理。并通过正交试验,考察颗粒的密度、剪切模量、恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数等材料参数对损耗因子的影响。研究结果表明,颗粒系统表现出不同运动状态时的流变学行为及细观结构导致了阻尼效果的变化,颗粒系统在浮力对流状态时表现出最优的阻尼效果。不同的颗粒材料参数在不同颗粒系统运动状态条件下对系统阻尼的影响程度不同。

颗粒阻尼应用在建筑上试验初探

分析了颗粒阻尼技术应用于建筑结构可能性,并指出了颗粒阻尼在建筑物上应用的具体位置和安装方式;通过单层和多层钢框架模型的振动台试验,探讨了砂子、钢珠等材料作为建筑结构颗粒阻尼材料的减振性能和减振效果。实验表明:粗砂作为建筑结构的颗粒阻尼材料,可以提供较大的等效阻尼比,能够明显减轻结构的大震反应。