双环软钢耗能器的试验研究

本文提出了“利用两个或多个耗能元件协同工作,同时耗能来设计新型耗能器”的思想,研究设计了双环软钢耗能器,并对三种不同构造的双环软钢耗能器进行了循环加载试验,考察了耗能器的工作特性和耗能性能,揭示了耗能的机理,给出了耗能器的恢复力模型。研究结果表明,双环软钢耗参器是一种初始刚度和屈服力高、变形性能好、耗能能力强、工作性能稳定、构造简单、制作与安装方便的新型耗能减震装置,具有广阔的应用前景。     

钢屈服—摩擦复合耗能器的性能研究

本文提出了“综合利用不同耗能原理和机制来设计新型耗能器”的思想,研究开发了钢屈服－摩擦复合耗能器,并对其进行了性能试验和对比试验,考察了耗能器的工作性能和耗能性能。给出了耗能器的恢复力模型,研究结果表明,钢屈服－摩擦复合耗能器利用钢屈服滞回和摩擦两种机制耗能,具有稳定的工作性能,耗能能力强且可调节,构造简单,形状紧凑,体积小,造价低,制作与安装方便,是一种有广阔应用前景的新型耗能减震装置。     

内藏X形软钢板铅复合耗能器的试验研究

遵循“综合利用不同耗能原理或机制来设计新型耗能减震器”思想,研制了内藏X形软钢板铅复合耗能器,并对三种不同构造方式的软钢铅复合耗能器以及一种软钢组合耗能器进行了循环加载的对比试验,分析了这四种耗能器的工作性能与耗能性能,揭示了耗能机制。研究结果表明：内藏X形软钢板铅复合耗能器具有初始刚度较大、极限承载力较高、变形能力与耗能性能良好的特点。因为这种耗能器造价低廉、构造简单、安装方便,有一定的应用价值。     

耗能减震结构的受力分析与层间弹塑性变形简化计算方法

本文研究了安装粘弹性耗能器结构在常遇地震作用下层间最大剪力的分配情况 ,给出了层间最大剪力在结构构件与耗能器之间按刚度分配原则进行假想分配后 ,所得假想层间构件力与层间最大构件力之间的关系 ,以及假想层间附加力与层间最大附加力之间的关系 ,探讨了罕遇地震作用下安装粘弹性耗能器结构与安装软钢耗能器结构的层间弹塑性变形简化计算方法。     

耗能减震结构的受力分析与层间弹塑性变形简论计算方法

本文研究了安装粘弹性耗能器结构在常遇地震作用下层间最大剪力的分配情况，给出了层间最大剪力在结构构件与耗能器之间按刚度分配原则进行假想分配后，所得假想层间构件力与层间最大构件力之间的关系，以及假想层间附加力与层间最大附加力之间的关系，探讨了罕遇地震作用下安装粘弹性耗能器结构与安装软钢耗能器结构的层间弹塑性变形简化计算方法。     

组合钢板耗能器—一种新型耗能减震装置

本文在吸收普通钢板耗能器和Ｐａｌｌ摩擦耗能器优点的基础上提出了组合钢板耗能器，建立了相应的力学分析和计算模型；通过地震反应分析检验了其减振效果，并与普通钢板耗能器进行了对比。研究结果表明，组合钢板耗能器是一种构造简单，耐久性好，减效果和经济效果俱佳的抗震效果，具有广阔手应用前景。     

摩擦型与软钢屈服型耗能器的性能与减振效果的试验比较

本文通过两类四种百余个耗能器（其中摩擦类型的两种，普遍摩擦型和Ｐａｌｌ摩擦型；软钢屈服类型的两种：Ｘ钢板和三角钢板屈服型）的静力反复加载和低周疲劳试验，进一步了解这些耗能器的滞回特性和疲劳性能。其次，通过分别安装上述四种耗能器的单层剪切型钢框架模型在输入地震动分别为ＥＩＣｅｎｔｒｏ、Ｔａｆｔ和天津记录等五十余种工况下的振动台试验，较全面地揭示了这些耗能器的减振效果。最后，在试验的基础上较好地建立了     

磁流变耗能器性能的试验研究

磁流变耗能器是新型的智能型耗能器,是实现半主动控制的理论元件。本文在文献「３」的基础上设计制作了磁流变耗能器是新型的试验研究了耗能器的磁场强度,阻尼性能和响应时间,为此类耗能器用于结构被动减振和主动控制提供了基础。     

不同构造参数对圆环耗能器性能的影响分析

设计了13组不同构造参数的圆环耗能器,采用ABAQUS软件对安装在支撑框架结构中的圆环耗能器进行参数分析,研究圆环钢板厚度、圆环外直径、支撑角度、圆环钢板局部削弱形式和削弱深度对圆环耗能器性能的影响。研究结果表明：圆环耗能器滞回曲线稳定、饱满,塑性耗能能力强;随着圆环钢板厚度的增加或者圆环外直径的减小,圆环耗能器初始刚度和屈服力增大;支撑与横梁之间的角度对圆环耗能器性能有一定影响,交叉支撑角度宜取45°左右;圆环钢板局部削弱圆环耗能器比不削弱圆环耗能器具有更好的耗能效果;圆环钢板局部削弱形式宜采用圆弧式,且钢板削弱深度宜控制在圆环钢板宽度的20%~30%。     

圆环耗能器的试验研究

对软钢圆环耗能器进行了低周反复荷载试验和分析，考察了圆环耗能器的工作特性和耗能性能，揭示了圆环耗能器的耗能机理和规律，并通过对不同设计参数圆环耗能器的对比试验，考查了设计参数对圆环耗能器性能的影响，提出了改进方案。     

Control devices incorporated with shape memory alloy

Shape Memory Alloy (SMA) is a type of material that offers some unique characteristics for use in devices for vibration control applications. Based on SMA's material properties, four types of control devices that incorporate NiTi SMA wires are introduced in this paper, which include three types of dampers (SMA damper, SMA-MR damper and SMA-friction damper) and one kind of isolation bearing (SMA-rubber bearing). Mechanical models of these devices and their experimental verifications are presented. To investigate the control performance of these devices, the SMA-MR damper and SMA-rubber bearing are applied to structures. The results show that the control devices could be effective in reducing the seismic response of structures.     

Experimental and theoretical study on two types of shape memory alloy devices

This study proposes two types of shape memory alloy (SMA)‐based devices, the tension‐SMA device (TSD) and the scissor‐SMA device (SSD), for the increase of stiffness. Both devices employ superelastic NiTi wires with a diameter of 1.2 mm. Performance tests to study pseudoelastic behavior of NiTi wires find that NiTi wire's pseudoelastic property is insensitive to loading frequency within the meaningful frequency range of most structures in civil engineering. The detailed design of TSD and SSD using NiTi wire is then presented accordingly. Shaking table tests of a scaled 5‐story steel frame incorporated with TSDs and SSDs, respectively, in the first story are carried out. The experimental results indicate that both SMA devices can effectively reduce building seismic response. SSDs achieve greater response reduction than TSDs due to their displacement magnification configuration. The seismic response of the building model with and without SMA devices is numerically simulated and the simulation results demonstrate that they are in good agreement with the experimental results. Finally, it is identified that by using the wavelet transform method the structures incorporated with SMA devices exhibit nonlinear behavior and the time‐dependent characteristics of natural frequency during earthquake excitation. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

新型形状记忆合金阻尼器的试验研究

本文在对形状记忆合金(SMA)的力学性能研究的基础上，设计和制造出一种性能良好的SMA阻尼器，介绍了其工作原理及有关试验结果，将该阻尼器安装在斜拉桥模型上，进行了斜拉桥模型振动试验。试验结果表明该阻尼器的耗能效果明显，在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景。     

Structural vibration control by shape memory alloy damper

A damper device based on shape memory alloy (SMA) wires is developed for structural control implementation. The design procedures of the SMA damper are presented. As a case study, eight such SMA dampers are installed in a frame structure to verify the effectiveness of the damper devices. Experimental results show that vibration decay of the SMA damper controlled frame is much faster than that of the uncontrolled frame. The finite‐element method is adopted to conduct the free and forced vibration analysis of the controlled and uncontrolled frame. The experimental and numerical results illustrate that the developed SMA dampers are very effective in reducing structural response and have great potential for use as efficient energy dissipation devices with the advantages of good control of force and no lifetime limits, etc. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

安装形状记忆合金阻尼器的剪力墙结构抗震性能分析

为减轻钢筋混凝土剪力墙连梁的地震后永久性损伤,同时保持连梁的耗能机制,本文提出在剪力墙连梁中安装新型形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)阻尼器,并研究该阻尼器对剪力墙结构地震响应的减震效果。通过一幢12层剪力墙结构地震反应的时程分析,研究了SMA阻尼器的附加刚度比和屈服位移比两项特征参数对结构地震反应控制效果的影响规律。计算分析结果表明,当附加刚度比为0.04～0.05,屈服位移比为0.4～0.5时,可以获得较好的减震效果。     

一种新型SMA阻尼器的试验研究

在对NiTi形状记忆合金（SMA）的力学性能试验研究的基础上,设计了一种新型SMA阻尼器,根据形状记忆合金丝的超弹性分段线性恢复力模型建立了阻尼器的理论模型,并通过阻尼器的性能试验研究验证了理论模型的正确性,试验结果表明这种阻尼器具有较好的耗能能力。     

一种SMA复合摩擦阻尼器的设计与性能研究

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性特性,将SMA丝与摩擦阻尼器复合,提出了一种SMA复合摩擦阻尼器,给出了SMA复合摩擦阻尼器的工作机理和设计方法,建立了其理论模型,确定了SMA复合摩擦阻尼器的力-位移滞回曲线,并对一SMA复合摩擦阻尼器控震单自由度体系在地震作用下的动力响应进行了数值模拟。结果表明,提出的SMA复合摩擦阻尼器具有优良的耗能减振性能。     

一种放大位移型SMA阻尼器的减震控制分析

利用形状记忆合金(SMA)材料的超弹性,本文提出了一种放大位移型SMA阻尼器,建立了装有该阻尼器的框架有限元模型并对该框架的地震反应实施了模拟减震控制。分不安装阻尼器、安装不放大位移阻尼器和安装放大2倍层间位移阻尼器三种工况,输入El Centro和Taft地震动,对比研究了阻尼器的减震控制效果。分析结果表明:(1)放大位移型SMA阻尼器的控制效果优于不放大位移型SMA阻尼器;(2)该放大位移型SMA阻尼器对位移的控制效果优于对加速度的控制效果。     

SMA-压电半主动混合阻尼器减震控制分析

将形状记忆合金（Shape memory alloy,简称"SMA"）与压电摩擦阻尼器复合设计了一种半主动混合阻尼器,对SMA丝进行了材性试验,分析了循环圈数、加载速率和应变幅值对SMA丝力学性能的影响。基于试验数据,以速度方向和应变值作为神经元输入,建立了SMA的BP神经网络本构模型,并利用T-S模糊逻辑求解压电陶瓷驱动器输出电压,对1个2层的钢框架结构进行了无控、SMA被动控制和混合控制MATLAB仿真分析。结果表明:SMA的BP网络模型预测的应力误差大多集中在20 MPa以内,且误差较大点主要集中在加载的初始段和卸载的结束段等数值较小的点,BP神经网络能够较好地预测SMA丝的本构曲线。相比SMA被动控制,混合阻尼器可以更加有效地降低结构的动力反应。     

两类铅阻尼器试验研究

在研制一套具有竖向耗能能力的抗倾覆装置过程中,针对该装置对阻尼器的要求,设计了两种铅阻尼器,铅剪切阻尼器和钢铅组合耗能器。为了了解两种阻尼器的力学性能,对这两种铅阻尼器分别进行了静力加载、静力反复荷载、动力性能实验以及MTS实验。实验分析结果表明,这两类阻尼器工艺简单,滞回环较为丰满,均能达到位移小阻尼力大、耗能稳定的目的,符合装置要求,适合于在工程中广泛应用。