基于新型SMA-粘滞阻尼器的斜拉桥振动控制研究

基于N iTi形状记忆合金(SMA)丝和成品粘滞阻尼器设计研制了一种新型SMA-粘滞阻尼器,并将其应用于一大跨度斜拉桥的振动控制;建立了SMA粘滞阻尼器—大跨度斜拉桥的动力有限元计算模型,计算结果表明:和普通粘滞阻尼器相比,文章所设计的SMA-粘滞阻尼器的耗能减振效果更为明显,能有效地降低大跨度斜拉桥桥塔和主梁在简谐振动和地震作用下的位移幅值.     

应用SMA-粘滞阻尼器的框架结构减震效果数值模拟分析

利用形状记忆合金(SMA)丝的超弹性滞回耗能能力和形状记忆效应与加载频率无明显关系的特点,设计了一种新型SMA-粘滞阻尼器,用ANSYS软件对一个五层钢筋混凝土框架结构进行分析,并研究在地震作用下结构的时程反应.通过模拟得出,SMA-粘滞阻尼器是一种有效的减震装置,将它应用于钢筋混凝土框架结构体系中,能够有效地的减小结构的位移、加速度的时程反应,使结构的地震响应明显降低.     

新型旋转粘滞阻尼器力学性能研究

针对传统粘滞阻尼器体积大、应用范围有限、只能线性运动和可能发生漏液的现象,提出了一种新型旋转粘滞阻尼器,该阻尼器以旋转片剪切粘滞液产生阻尼力,并可通过齿轮和齿条实现阻尼力的传递。推导了新型旋转粘滞阻尼器阻尼力的理论公式,并进行了频率相关性试验和疲劳试验研究。试验结果表明,新型旋转粘滞阻尼器解决了阻尼液密封性问题,在占用空间体积较小的情况下,耗能效果较好而且性能稳定。     

一种新型形状记忆合金(SMA)-粘滞阻尼器

利用形状记忆合金的优良力学性能,设计出了一种性能良好的SMA-粘滞阻尼器,利用分段线性化模型推导出阻尼器的力学性能,并进行了仿真计算.计算结果表明:该阻尼器有良好的耗能能力,在大跨度桥梁低频振动控制方面有较好的应用前景.     

调节阀式粘滞阻尼器原理与性能试验

为了改进线性粘滞阻尼器的消能减振性能,研制了一款调节阀式粘滞阻尼器.该型阻尼器由缸筒、导杆、活塞、阻尼孔、阻尼介质以及压差调节阀组成.阻尼器在工作时,阻尼介质在活塞两端压差的作用下往复流经阻尼孔,消耗外界输入的能量;调节阀通过调整阀口开启压强的大小来控制活塞两端的压差,进而控制阻尼器的最大输出阻尼力.根据该型阻尼器的构造及工作原理,建立了阻尼器的力学模型,并对其进行了力学性能试验.试验结果表明,该阻尼器在不同强度的激励下,均能有效地耗散输入能量,并能稳定地控制其最大输出力,且力学模型能够比较准确地反映阻尼器的实际受力情况.     

粘滞阻尼器被动振动控制仿真研究

在介绍粘滞阻尼器结构原理、力学模型及其被动控制设计方法的基础上,以一连续梁桥作为工程实例,将设有粘滞阻尼器耗能支撑的桥梁结构看作一控制系统,利用达朗贝尔原理建立系统的动力学方程,利用Matlab/Simulink工具箱建立仿真模型,就阻尼器不同的阻尼系数、速度指数取值及不同的安装位置进行了动态仿真分析.结果表明:合理安装了粘滞阻尼器的梁桥,其地震动力反应得到很好的控制,位移、速度、加速度都有明显地减小.     

粘滞阻尼器用于齿轮轴系减振特性的试验研究

针对齿轮箱较为复杂的振动与噪声特性,提出一种粘滞阻尼器用于控制齿轮轴系的振动。搭建了粘滞阻尼器—齿轮箱实验台,对粘滞阻尼器单独作用于输出轴、输入轴及两阻尼器同时作用于输入轴、输出轴下的减振特性进行试验研究。试验结果表明,该粘滞阻尼器能同时有效抑制齿轮轴系振动的各频率成分,减振频带宽;当阻尼器单独安装时,无论阻尼器作用于哪根齿轮轴,对于整个啮合齿轮副产生的冲击振动均有明显的减振特性;两个阻尼器作用于两根齿轮轴的减振效果要好于单个阻尼器作用某根齿轮轴。试验了不同转速下的减振特性,验证该阻尼器能有效保证齿轮传动系统在较宽的变速范围内平稳运行。     

粘滞阻尼器与钢阻尼器在桥梁横向震动控制中的应用

在桥梁结构横桥向地震控制中,粘滞阻尼器和钢阻尼器是可靠度较高的地震控制装置,二者已在多座桥梁工程中得到了初步应用.文中从工作原理、构造实现形式、力学行为、减震效果等方面对这两种阻尼装置进行了对比研究.其中:对比力学行为时,对粘滞阻尼器开展了不同速度下的力学性能试验,并与现有文献中钢阻尼器力学行为进行比较;对比二者减震效...     

粘滞阻尼器在单向纵坡斜拉桥施工中的应用

福建省南平市闽江大桥是单向纵坡为1.15%的双塔双索面斜拉桥。为了克服解除临时固结的水平力和运营阶段动载造成的水平推力,提高桥梁结构的抗震能力,在主梁与下横梁之间安装了粘滞阻尼器。结合工程实例,介绍粘滞阻尼器在单向纵坡斜拉桥施工中的应用。     

SMA阻尼器力学特性的初步试验研究

设计并制作了伸缩式形状记忆合金耗能阻尼器(简记为SMA—SDTEDD)，并对此器件进行了实验研究，得出了一批阻尼效果极为显著的实验结果．对试验数据的分析表明：SMA—SDTEDD具有非常显著的阻尼耗能性能，平均等效粘滞阻尼比最大可达到33．56％，最小也有14％，能较好地满足结构被动耗能振动控制的要求；SMA—SDTEDD的阻尼性能与加载频率有关，在低频加载时阻尼性能较好，但随着加载频率的提高，阻尼性能逐步下降；SMA—SDTEDD的阻尼性能与最大行程的大小有关，当最大行程过小或过大时，其等效粘滞阻尼比较小，当最大行程为极限行程的1／2大小时取得最大等效粘滞阻尼比；在多次循环加载时，器件的应力-应变滞回曲线具有整体向上的漂移现象，吻合了其他学者进行的SMA材料试验结果，这一现象的发现提高了此次研究中检测到的试验数据结果的可信度；实验结果与理论分析结果吻合程度较好．     

粘滞流体阻尼器对框架-剪力墙结构的减震效果分析

依据耗能减震体系的工作原理和油动式粘滞流体阻尼器的主要性能,结合实例从结构动力响应和技术经济可行性两方面进一步考察了耗能减震器的减震效果.     

基于形状记忆合金耗能器的框架振动控制试验研究

介绍了形状记忆合金的一种本构关系,讨论了ＳＭＡ耗能器的工作原理,设计和制造了一种用于框架结构振动控制的ＳＭＡ耗能器,并将该种耗能器安装在２层框架结构模型上,进行了结构振动实验。实验结果表明该种耗能器的耗能效果明显,并可以显著发迹框架结构的固有频率,说明了ＳＭＡ耗能器框架结构劝控制上具有一定的研究价值。     

形状记忆合金耗能阻尼器的阻尼特性理论分析

研究了形状记忆合金记忆效应和相变伪弹性的热力学特性，并依据热力学本构关系建立了形状记忆合金耗能阻尼器的热力学平衡方程，利用MATLAB编制的仿真软件对NiTi丝阻尼器的一个实例进行了仿真计算。计算结果表明形状记忆合金具有明显的阻尼特性，适用用于制作结构振动控制的阻尼器件。     

SMA耗能弹簧的阻尼性能研究

形状记忆合金在伪弹性状态具有较好的阻尼特性，利用这一性能制作的弹簧可以用于结构的耗能被动振动控制和共振频率的滤波．文章在建立复杂应力状态下热力学本构关系的基础上，针对纯剪状态下的具体问题建立了热力学非线性方程的求解方法，并对SMA耗能弹簧的耗能性能进行了研究．为了验证上述方法的正确性，利用编写的计算机程序进行了实例计算．结果表明，文中建立的方法适用干热力学方程的求解，形状记忆合金耗能弹簧具有较好的阻尼性能．     

PFD-SMA支撑体系的抗震性能

对传统的Pall摩擦阻尼支撑体系进行改进,提出一种PFD-SMA支撑体系,充分利用Pall摩擦阻尼器(PFD)和形状记忆合金(SMA)的优点,使该体系具有强耗能能力和自复位功能;考虑几何非线性采用ANSYS程序对SMA棒材和PFD-SMA体系进行分析。研究结果表明:SMA棒材具有较强的耗能能力,且可恢复应变大;在钢框架结构中采用PFD-SMA体系能有效降低结构的地震响应,提高结构的抗震性能,同时,该体系可通过形状记忆超弹性及形状记忆效应具有双重自复位功能,表明PFD-SMA体系具有良好的抗震性能。     

基于SMA阻尼器的长拉索系统振动控制研究

 基于形状记忆合金（SMA）的超弹性性能开展了以下研究：①设计研制了一种拉压型SMA 阻尼器,并通过试验得到了SMA 阻尼器的特征参数,进一步研究了SMA 阻尼器初应变、加载位移行程与阻尼器等效刚度、等效阻尼比以及耗能能力间的关系;②根据Hamilton原理,推导了SMA阻尼器 长拉索系统的非线性振动微分方程,并通过试验验证了理论推导的正确性;③研究了自由振动下SMA阻尼器对长拉索位移以及加速度响应的影响。研究结果表明,SMA 阻尼器对长拉索具有明显的减振效果,可以有效减少拉索的振动位移以及加速度幅值,大幅度提高了长拉索振动衰减速度。     

附加消能支撑的结构减振试验研究

介绍了空框架以及附加单向斜撑、小八字撑以及小八字曲拐撑的4种结构的自由振动试验以及正弦稳态激振试验,比较了其消能能力.在正弦稳态激振试验中,分别在柱端施加不同的位移,测试其在不同频率下框架及阻尼器的力-位移滞回曲线.结果表明,附加黏弹性消能支撑后,结构的刚度改变不大,而结构阻尼和消能能力增大,从而有效地保护主体结构在振动中免遭破坏;通过对结果分析比较,得出空框架本身的耗能能力有限,而相对单向斜撑和小八字撑而言,小八字曲拐撑有着较好的消能能力,值得推广应用。     

基于能量准则的SDOF阻尼减震结构最大地震位移

粘滞阻尼耗能能减小结构地震反应。根据振动等能量准则 ,由地震动力能量方程推导了单自由度 (SDOF)弹性体系的地震最大位移反应与阻尼比的关系。与地震动力时程数值分析方法计算得到的结果对比表明 :该文理论结果较好地反映了 SDOF结构的最大地震位移反应。在地震动特征周期处产生类共振时阻尼减震效果更为显著。利用振动等能量准则方法可较为简便地确定阻尼减震结构体系的最大位移反应和进行减震设计。     

粘弹性消能支撑的试验研究

对空框架以及附加单向斜撑、小八字撑、小八字曲拐撑的4种结构进行自由振动试验和正弦稳态激振试验,比较这4种消能支撑的消能能力.在正弦稳态激振试验中,分别对这4种结构施加不同的柱端位移,测试其在不同频率下框架及阻尼器的力-位移滞回曲线,并进行比较分析.结果表明:附加粘弹性消能支撑后,结构整体刚度改变不大,阻尼有所增大;框架结构本身的消能能力有限;与单向斜撑和小八字撑相比,小八字曲拐撑有着较好的消能能力,更为有效地保护主体结构在地震中免遭破坏.