Pall型摩擦阻尼支撑内力计算方法

从Pall摩擦阻尼器四连杆机构的几何非线性变形特征出发，分析框架位移、支撑刚度、阻尼器摩擦力、阻尼器大小、支撑倾角、支撑屈曲力等对一种改进的Pall摩擦阻尼器-T形芯板摩擦阻尼器支撑的受力特点，拟合出可供设计人员使用的实用计算公式。     

SMA复合摩擦阻尼器性能的试验研究

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应及高阻尼性能,结合传统Pall摩擦型阻尼器的特点,提出了一种SMA复合摩擦阻尼器。在建立阻尼器力学分析模型的基础上,对SMA复合摩擦阻尼器的性能进行了试验研究,分析了位移幅值、加载频率等对阻尼器的等效刚度、单位循环耗能和等效阻尼比的影响,并与理论分析结果进行了对比。研究表明,SMA复合摩擦阻尼器在加卸载循环下会形成比较稳定的滞回曲线,表明这种阻尼器具有良好的耗能能力。     

新型金属-摩擦阻尼器试验研究及数值分析

传统的屈曲约束支撑通常被设计为在大震作用中消耗能量,小震作用下为该结构提供了抗侧刚度。为了克服这一缺点,结合屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器的工作原理,提出了一种基于屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器串联的新型阻尼器,对该阻尼器进行了低周反复荷载试验,分析了其滞回性能、刚度退化等。试验结果表明：新型金属-摩擦阻尼器滞回曲线饱满,通过设置不同的螺栓预紧力可以使阻尼器达到分阶段能耗的目标。利用ABAQUS数值仿真软件对新型金属-摩擦阻尼器进行了数值分析准确性验证。并通过改变模拟试件屈服比例值,了解屈服比例变化对新型金属-摩擦阻尼器抗震性能的影响。结果表明：数值模拟滞回曲线与试验曲线基本一致;屈服比例的增加对阻尼器刚度退化、滑动承载力有明显影响。     

形状记忆合金拉压型超弹性阻尼器的试验研究

本文作者研制了一种新型的形状记忆合金拉压型超弹性阻尼器，介绍了其构造和工作原理，并进行了力学性能试验。试验结果表明：(1)对形状记忆合金阻尼器中NiTi丝缆施加初始预变形可以获得不同的迟滞循环行为，施加预变形到超弹性平台的中点位置，阻尼器可以获得较为饱满的迟滞环和稳定的阻尼力；(2)位移幅值影响阻尼器的力学性能，随着位移幅值的增加，阻尼器的等效刚度逐渐减小。等效阻尼比逐渐线性增大；(3)加载速率影响阻尼器的力学性能，随着加载速率的增加，滞回环变得狭长，其包围的面积逐渐减小，阻尼器的等效刚度略有提高，等效阻尼比逐渐减小。     

钢梁阻尼器的最佳延性率及其控制

基于双线性和三线性的力－位移滞回线假设，导出了钢梁阻尼器隔震系统等效阻尼比与阻尼器延性率的关系；为了获得大阻尼比隔震系统，以尽量减小隔震系统的地震反应，求得了使系统阻尼比为最大的阻尼器相应延性率（即最佳延性率）所需满足的条件；给出了在给定地震地面运动输入条件下，使系统阻尼器变形位移达到最佳延性率的阻尼器初始刚度和屈服位移的确定方法。     

新型自复位变摩擦阻尼器试验研究

目前阻尼器运用广泛,但传统摩擦阻尼器无法适应不同的振动强度,且在地震作用后损坏严重,没有自复位功能。文章利用形状记忆合金的超弹性,提出一种新型的自复位变摩擦阻尼器,介绍了阻尼器的构造、基本工作原理并推导了其力学模型,之后对阻尼器进行了力学试验。得到如下结论：该阻尼器不仅能在不同等级地震作用下满足耗能要求,还具有良好的自复位能力;力学试验得到的滞回曲线与理论推导的力学模型吻合较好,印证了力学模型的正确性;该阻尼器耗能能力随着合金丝直径、螺栓预紧力和坡面坡度的增大而增强;残余位移随着合金丝直径和坡面坡度增大而减小、随着预紧力增大而增大。     

被动及半主动摩擦阻尼器对合肥翡翠电视塔地震反应的控制

摩擦阻尼器是一种构造简单的耗能减振装置,已应用于国内外多座新建建筑的抗震设计和已建建筑的抗震加固．半主动磨擦阻尼器则通过调整阻尼器的起滑力来改善被动摩擦阻尼器的耗能减振性能。本文研究了被动及半主动摩擦阻尼器对于高耸塔架结构地震反应的减振效果。为满足摩擦阻尼器对高耸塔架结构风振控制的特殊需要,本文建立了合肥电视塔的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成控制力变换矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。在半主动摩擦阻尼器的控制策略方面,本文提出了一种基于次优控制理论的半主动控制策略．本文研究表明,摩擦阻尼器可以抑制高耸塔架结构的地震反应．而半主动摩擦阻尼辞的耗能减振效果明显优于被动摩擦阻尼器．     

波纹钢管铅阻尼器耗能性能分析研究

提出一种波纹钢管铅阻尼器,介绍了其构造、工作机理、布置形式及特点,采用ABAQUS软件,建立钢管阻尼器、波纹钢管阻尼器和波纹钢管铅阻尼器有限元模型,对其应力分布,传力路径和滞回性能进行模拟分析。结果表明:波纹钢管铅阻尼器耗能减震机理明确,工作性能和耗能性能稳定,滞回曲线饱满以及耗能能力强,具有良好的变形和延性,极限变形大;波纹钢管铅阻尼器通过在波纹钢管内设置铅芯使初始刚度、承载能力和耗能能力得到大幅度提高,既有效保持了波纹钢管的变形能力,又避免波纹钢管发生局部屈曲,使波纹钢管耗能能力得到充分发挥。波纹钢管铅阻尼器在1mm小位移下就可以进入耗能,而且很快进入稳定耗能状态,等效阻尼比稳定在0.3~0.4之间。     

持续变刚度摩擦型阻尼器

文中提出了一种具有持续可变滑移后刚度的摩擦型阻尼器。与传统摩擦阻尼器相比,这种阻尼器的滑移后刚度随变形增加而持续增长,承载能力显著提高。使用者可以根据不同地震水平下的性能目标调整输出力的大小,因此也为不同目标值下的结构控制提供了一种切实可行的方法。阻尼器采用套筒-活塞式结构,摩擦片通过橡胶层固化到活塞上,橡胶层同时为摩擦片提供面压。摩擦片与套筒内壁形成滑移面,该滑移面的内径沿轴向呈曲线变化,理论分析、数值模拟与试验结果表明,抛物线形的滑移面可提供呈三次函数关系的力与位移关系曲线,持续增长的刚度和出力,有利于改善结构的抗倒塌性能。     

摩擦阻尼器的研究进展

摩擦阻尼器是一种运用摩擦阻尼原理耗散由振动输入到结构中能量的减震装置.相比传统的减震(振)阻尼器,摩擦阻尼器具有以下几点优势:工程结构安装的便利性、构造加工组装的简易性、较大的初始刚度及性能方面的稳定性等.整理并总结国内外学者在摩擦阻尼器方面取得的大量研究成果,包括摩擦阻尼器的类型、性能影响因素、试验研究以及国内外摩擦...     

Dynamic loading tests and seismic response analysis of a stud-type damper composed of multiple friction units with disc springs

This paper presents an experimental study on the performance of a shear-sliding stud-type damper composed of multiple friction units with high-tension bolts and disc springs. A numerical evaluation of the response reduction effects achieved by the stud-type damper is also presented. In dynamic loading tests, the behavior of stud-type multiunit friction damper specimens was investigated. Three different full-scale damper specimens, which were composed of five, six, or seven friction units with two or four sliding surfaces, were incorporated into loading devices for testing. The stud-type friction dampers demonstrated stable rigid-plastic hysteresis loops without any remarkable decrease in the sliding force even when subjected to repetitive loading, in addition to showing no unstable behavior such as lateral buckling. The damper produced a total sliding force approximately proportional to the number of sliding surfaces and friction units. The total sliding force of the stud-type damper can thus be estimated by summing the contributions of each friction unit. In an earthquake response simulation, the control effects achieved by stud-type dampers incorporated into an analytical high-rise building model under various input waves, including long-period, long-duration and pulse-like ground motions, were evaluated. A satisfactory response reduction was obtained by installing the developed stud-type dampers into the main frame without negatively impacting usability and convenience in terms of building planning.     

新型主动变刚度阻尼器的滑动模态控制及仿真分析

设计出一种新型主动变刚度阻尼装置,该装置可向受控结构提供两种等效刚度,使受控结构能主动地避开地震动卓越频率而永远处于非共振的状态。基于变结构控制理论的滑动模态控制算法,推导了该新型阻尼器的两种开关控制律。仿真分析结果表明,这种新型主动变刚度阻尼器的减震效果是非常明显的,可取得明显优于被动控制的减震效果。两种控制律中,连续型滑动模态控制律可以更充分地发挥该新型阻尼器的性能,取得更好的控制效果。     

竖向地震动对滑动摩擦隔震桥梁结构地震反应的影响

利用接触摩擦单元建立了滑动摩擦隔震桥梁支座在竖向地震动作用下的有限元模型,通过算例讨论了竖向地震动对不同支座摩擦系数和不同刚度(墩径)滑动摩擦隔震桥梁地震反应的影响,初步探讨了竖向地震动的激励方向对分析结果的影响,分析结果表明,竖向地震动对滑动摩擦隔震桥梁结构的地震反应有较大的影响,在竖向地震动较为明显地区的滑动摩擦隔震桥梁结构设计时,应予以考虑。     

基于高阻尼纳米复合材料的直角型黏弹性阻尼器的数值模拟

为提高装配式钢结构梁柱节点的抗震性能,首先通过熔融共混法制备高阻尼性能纳米偏高岭土/氟橡胶(NanoGmetakaolin/Fluororubber,NMK/FKM)复合材料,并对该新型材料进行4种频率下的动态力学性能试验和静态力学试验,然后以 NMK/FKM 纳米复合材料为核心耗能材料,对所提出的直角型黏弹性阻尼器进行 ABAQUS有限元模拟分析.研究结果表明:当频率为1．5Hz 时,NMK/FKM 纳米复合材料宽阻尼温域和 TA 值皆达到峰值,该工况下材料的阻尼性能最佳;直角型黏弹性阻尼器表现出刚度随位移幅值的增大而增大的动力特性;当频率为0．5、1．0和1．5Hz 时,阻尼器滞回特性表现出非线性特征,当频率升至2．0Hz时,滞回特性则为线性.随着黏弹性材料层厚度的增大,滞回环面积、阻尼器刚度和最大阻尼力逐渐减小;随着高跨比的增大,阻尼器耗能性能提升.通过调整阻尼器的高跨比和阻尼材料层厚度,可以进一步提高直角型阻尼器的动态响应.     

新型扇形盘式消能器减震性能参数分析

提出了一种新型扇形盘式效能器(fanshaped disc-type energy dissipator,FDED),阐明了其原理、特点,导出其设计要点和设计理论,采用数值方法分析了FDED的减震性能,研究不同设计参数对FDED减震性能的影响。结果表明:FDED设计原理可行,减震机理明确,其转盘式的构造可起到有效的位移放大效果,使得消能器在小激励位移下发挥耗能作用;FDED具有明显的双线性恢复力特性和稳定的耗能性能,等效黏滞阻尼系数可达50%以上;阻尼件中橡胶硬度的改变对FDED初始刚度的影响不敏感,但对FDED屈服后刚度和等效黏滞阻尼系数的影响较为明显。随着橡胶硬度的增大,FDEDE的屈服后刚度上升,等效黏滞阻尼系数降低;保持阻尼层中橡胶层的总厚度不变,通过增减叠层钢板改变单层橡胶层的厚度对于调整FDED的减震性能影响不大;调整铅芯直径的大小主要影响FDED的屈服力和耗能性能。随着铅芯直径的增大,FDED的屈服力也增大,耗能能力逐渐提高。     

Spherical sliding isolation bearings with adaptive behavior: Theory

The principles of operation and force–displacement relationships of three novel spherical sliding isolation bearings are developed in this paper. These bearings are completely passive devices, yet exhibit adaptive stiffness and adaptive damping. That is, the stiffness and damping change to predictable values at calculable and controllable displacement amplitudes. The primary benefit of adaptive behavior is that a given isolation system can be separately optimized for multiple performance objectives and/or multiple levels of ground shaking. With the devices presented here, this is accomplished using technology that is inherently no more complex than what is currently used by the civil engineering profession. The internal construction consists of various concave surfaces and behavior is dictated by the different combinations of surfaces upon which sliding can occur over the course of motion. As the surfaces upon which sliding occurs change, the stiffness and effective friction change accordingly. A methodology is presented for determining which surfaces are active at any given time based on the effective radius of curvature, coefficient of friction and displacement capacity of each sliding surface. The force–displacement relationships and relevant parameters of interest are subsequently derived based on the first principles. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Seismic performance of cable-sliding friction bearing system for isolated bridges

During past strong earthquakes, highway bridges have sustained severe damage or even collapse due to excessive displacements and/or very large lateral forces. For commonly used isolation bearings with a pure friction sliding surface, seismic forces may be reduced but displacements are often unconstrained. In this paper, an alternative seismic bearing system, called the cable-sliding friction bearing system, is developed by integrating seismic isolation devices with displacement restrainers consisting of cables attached to the upper and lower plates of the bearing. Restoring forces are provided to limit the displacements of the sliding component. Design parameters including the length and stiffness of the cables, friction coefficient, strength of the shear bolt in a fixed-type bearing, and movements under earthquake excitations are discussed. Laboratory testing of a prototype bearing subjected to vertical loads and quasi-static cyclic lateral loads, and corresponding numerical finite element simulation analysis, were carried out. It is shown that the numerical simulation shows good agreement with the experimental force-displacement hysteretic response, indicating the viability of the new bearing system. In addition, practical application of this bearing system to a multi-span bridge in China and its design advantages are discussed.     

村镇建筑砌体结构滑移隔震性能研究1

村镇建筑多以砖混结构为主,抗震性能相对较弱,砂垫层摩擦滑移隔震技术由于诸多优点较适合广大农村建筑.本文介绍了砂垫层基础滑移隔震的设计原则和分析模型,以常见的两层砖混结构为例,采用Abaqus有限元软件分析不同摩擦系数、不同加速度峰值下隔震层的滑移,并在此基础上确定隔震层在多遇和罕遇地震作用下的摩擦系数及滑移量建议限值;通过验算不同砂浆的抗震受剪承载力,得出不同摩擦力作用下满足抗震受剪承载力的最低砂浆标准,所得结论对农村滑移隔震建筑的选材具有一定参考意义.