结构振动阻尼理论模型探究及实验分析

阻尼是结构的重要动力特性之一,是结构抗震分析中的重要因素,但出于简单易行的考虑,现行阻尼理论多采用或简化为黏滞阻尼理论。本文对结构振动中的阻尼理论在综合分析的基础上提出了一种新的加速度阻尼模型,经过理论推导、模型振动实验和数据分析,验证了这种阻尼理论的合理性与可行性,弥补了黏滞阻尼理论在物理学解释与实际应用时的不足,并且在一定程度上简化了工程应用中的振型分解法。     

具有不同表面特性的物体碰撞全过程分析

本文首先建立了颗粒碰撞的数学模型,利用改进的Hertz接触理论推导运动方程和耗能因子,然后通过有限元分析验证了理论的合理性.运用该数学模型分析了颗粒各项表面特性对碰撞耗能的影响,进而得到产生较大阻尼的条件.本文随后提出耗能系数的概念,通过对比该系数可以得知材料耗能能力的优劣,方便工程中选材.最后通过试验,在一个单自由度结构上附加颗粒阻尼器并采用不同的颗粒材料,测试其振动特性,得出与理论分析一致的结论.     

颗粒阻尼技术及其在土木工程中的应用展望

介绍了国内外颗粒阻尼发展现状,比较了非阻塞性颗粒阻尼、柔性颗粒阻尼、带活塞振动颗粒阻尼的异同,按照颗粒阻尼的类型,系统地阐述了颗粒阻尼内部作用机理、常用计算模型、耗能影响因素等问题,指出其在应用中的诸多优点,及优于粘滞与机械阻尼的性能,验证了颗粒阻尼良好的工程应用前景与发展潜力。同时指出了现今理论模型、实际运用及设计中存在的一些问题与不足,对颗粒阻尼的研究与发展方向提出了建议。     

结构动力分析阻尼模型研究

提出了结构动力时程分析修正的Ｒａｙｌｅｉｇｈ阻尼模型和一个基于单元特性的阻尼参数方法,可用于合理确定复杂阻尼结构的阻尼参数,工程应用实例表明,阻尼参数的计算对时程响应计算结果的影响是十分明显的,必须在分析结构体系振动特性的基础上慎重确定阻尼参数,以避免为为放大或滤掉主要振型,造成虚假的结论。     

形状记忆合金超弹性阻尼性能的试验研究

本文分析了形状记忆合金（SMA）超弹性阻尼减振的机理，通过试验研究了温度、加载频率、循环次数及预变形等因素对SMA超弹性阻尼的影响。研究结果表明，利用SMA的超弹性阻尼特性可以研制出性能良好的耗能减振装置，在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景。     

轨道交通典型隔振屏障隔振效果模型试验研究

为了研究轨道交通中几种典型隔振屏障的隔振效果,本文通过室外模型试验,以振动加速度级作为振动评价标准,对其做出分析并给出相应评价。结果表明:(1)土体振动主要是由中低频振动波引起的;(2)对比分析几种典型连续隔振屏障的隔振效果:空沟>地下连续墙>碎石填充沟>橡胶填充沟;综合考察几种非连续隔振屏障得出:混凝土桩的隔振效果优于隔振井;隔振效果优劣比较为:混凝土实心桩>混凝土空心桩>PVC空井>碎石填充井>橡胶填充井;(3)对于单排混凝土空心桩,空心率越大,隔振效果相对越差;空心桩内部形状的改变对隔振效果影响不大,外部形状的改变对隔振效果有一定程度影响,但效果不显著,且桩体外截面为方形时的隔振效果较圆形差。     

钢筋混凝土框架结构阻尼性能的研究

阻尼比是一个重要的结构动力特性参数,它对结构的动力响应有重要影响。目前结构抗震计算通常取阻尼比为常数,这不能真实反映建筑物的阻尼机理,与阻尼比的实测结果也有很大的差距。本文以选取的混凝土框架现场脉动实测阻尼数据、混凝土框架模型振动台试验实测阻尼数据、由地震记录识别的混凝土框架阻尼数据及自行完成的混凝土悬臂试件自由振动实测阻尼数据为依据,对混凝土强度、实验方法、结构方位、结构自振频率和结构变形大小等对混凝土框架阻尼性能的影响进行了分析,在此基础上,统计得到了混凝土框架弹性阻尼比、弹塑性阻尼比与频率或变形相关的计算公式。通过与国内外已有公式的比较,论证了本文建立的阻尼比计算公式的合理性和有效性。     

基础隔震结构考虑摆动的振动控制研究

在基础隔震结构中,当上部结构层间刚度相对较小、垂直荷载较大,且采用的叠层橡胶垫的橡胶总厚度较大时,隔震支座不仅要产生水平变形,同时也会产生竖向变形,导致上部结构产生摆动.文中推导了基础隔震结构考虑摆动的运动和控制方程,分析研究了摆动对基础隔震结构的振动控制影响.研究结果表明:基础隔震结构的摆动对控制有一定影响;隔震层转动刚度、阻尼和上部结构垂直荷载对基础隔震结构考虑摆动的振动控制有明显影响.     

对一类相变体积分数计算公式的修正

考虑了相变过程中生成相晶核的真实形状,对1956年Cahn给出的颗粒边界成核情况下成核长大型相变的相变体积分数计算公式进行了修正;当初始实验数据是成核率、长大率时,两种相变体积分数计算公式的计算结果差别很大. 当初始实验数据是相变体积分数随时间变化的实验点时,两种相变体积分数计算公式所给出的计算结果的差别主要由拟合误差所致. 无论从哪种实验数据开始计算,两种不同的计算模型给出的生成相的颗粒大小都存在很大区别,这将影响对俯冲带流变结构的认识.     

变阻尼半主动结构振动台试验

在一个1：4的五层模型刚架结构上进行了变阻尼半主动结构控制振动台试验,在结构的底层安装了一个溢流阀式变阻尼控制器,输入几种不同的地震动并采用几种不同的控制算法对结构进行了变阻尼半主动控制,振动台试验结果表明,变阻尼半主动结构控制仅需要很少的电能,就可以达到较好的控制效果,是一种很有效的前景的结构振动控制方案,结合溢流阀式变阻尼控制器的特点,分析了一些因素对控制效果的影响。