X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力模型(Ⅱ)——基于R-O本构关系

利用软钢的Ramberg-Osgood本构关系(R-O模型),依据经典力学原理推导建立了X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力滞回模型。首先,给出了循环加载下软钢材料的应力-应变R-O本构关系;其次,推导建立了基于R-O本构关系的钢板阻尼器的阻尼力模型;最后,将该阻尼力模型及其参数与试验结果和双线性强化模型进行了比较,验证了R-O理论模型的有效性,并分析了误差存在的原因。

基于不同本构模型的新型软钢阻尼器的滞回性能研究

阐述了循环加载下软钢材料应力—应变的理想弹塑性模型、双线性随动强化模型和混合模型,采用有限元软件ANSYS对菱形开洞软钢阻尼器进行数值模拟,得出与所列本构模型相对应的阻尼力滞回曲线,并比较各模型的优缺点及误差存在原因;建立了基于混合模型的90°、60°和45°菱形开洞软钢阻尼器的阻尼力滞回曲线,将其力学参数值与理论分析结果进行比较。分析结果表明:混合模型下,菱形开洞软钢阻尼器的力学参数值和理论计算值一致,且阻尼力滞回曲线能很好地和试验曲线相吻合,验证了混合模型是菱形开洞软钢阻尼器相对比较精确的本构模型。

X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力模型(Ⅰ)——基于双线性本构关系

利用软钢的双线性本构关系,依据经典力学原理推导建立了X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力滞回模型。首先,导出了单调加载下钢板阻尼器的力与位移关系及其渐近曲线;其次,对于软钢材料本构关系分别考虑在理想弹塑性和双线性强化模型基础上,推导建立了钢板阻尼器的阻尼力模型;最后,将钢板阻尼器的阻尼力模型及其参数与试验结果进行了比较,验证了理论模型的有效性,并分析了误差存在的原因。

一种弯剪型软钢阻尼器的力学性能

为解决现有部分金属阻尼器平面外刚度低,易局部屈曲等问题,提出一种波形软钢阻尼器,考虑波形板放置形式,设计2个试件,并进行拟静力试验研究。基于试验试件的结构形式和尺寸,建立对应的2个有限元模型,分别采用双线性随动强化模型、非线性随动强化模型和混合强化模型进行有限元计算。在此基础上,对试件和模型宏观上的受力变形以及微观上的应变发展规律进行对比分析,进而对水平波形软钢阻尼器拓展因素进行分析。研究结果表明:这种波形软钢阻尼器具有稳定的滞回性能,水平波形软钢阻尼器的耗能性能优于竖向波形软钢阻尼器的耗能性能,但其承载力要比竖向波形软钢阻尼器的低。在混合强化模型下,波形软钢阻尼器模型的力学参数与试验结果吻合度较高,说明混合强化模型是波形软钢阻尼器比较精确的本构模型;当腹板高宽比为0.9时,阻尼器的耗能能力和承载能力最佳。