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。     

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。     

新型黏弹性阻尼器足尺性能试验研究

黏弹性阻尼器是一种典型的被动控制装置,它可以通过黏弹性材料的剪切滞回耗能起到提高结构阻尼和减小结构地震或风振响应的作用.自主研发了损失系数不小于0.5的黏弹性材料,并基于此材料研发了新型国产黏弹性阻尼器.通过对黏弹性阻尼器足尺试件进行不同应变幅值、加载频率工况下的基本力学性能试验、以及低周疲劳性能试验,研究了不同工况下...     

形状记忆合金与温度有关的滞回性能试验研究

针对一种国产NiTi合金，首先通过试验探讨了具受限回复行为随循环次数的变化情况；随后，就该合金马氏体状态的滞回性能和与形状记忆效应相关的滞回性能，进行了多次循环试验，考察了相应的滞回规则以及滞回环形状随循环次数的变化规律，针对前者建立了滞回模型，提出了相应的振动控制装置。     

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。     

铅橡胶复合阻尼器的性能试验研究

介绍作者提出的铅橡胶复合阻尼器的构造与耗能原理，通过不同形状，不同大小铅心的8个铅橡胶复合阻尼器的循环荷载试验，研究了频率、应变幅值、循环次数、铅芯直径、竖向压力等对铅橡胶复合阻尼器的影响规律。研究结果表明，铅橡胶复合阻尼器工作性能稳定，耗能性能和抗疲劳性能好。     

铅粘弹性阻尼器性能试验研究

本文介绍了作者提出的铅粘弹性阻尼器的构造和原理，对铅粘弹性阻尼器在不温度，频率，应应幅值和粘弹性层厚度的情况下进行了试验，分析研究了温度，频率，应变幅值和粘弹性层度对铅粘弹性阻尼器性能的影响规律，同时，对铅粘弹性阻尼器进行了低周疲劳试验和大变形试验，考察了铅粘弹性阻尼器的疲劳性能和极限变形能力，最后给出了有关的结论和建议。     

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。     

新型舌板黏滞阻尼器力学性能试验研究

本文提出了一种新型舌板黏滞阻尼器,通过对该黏滞阻尼器进行低周循环加载试验和抗低周疲劳性能试验,研究并验证了该阻尼器的耗能性能、抗低周疲劳性能及恢复力模型。研究结果表明:选取合适参数的舌板式黏滞阻尼器滞回曲线饱满,耗能性能与抗低周疲劳性能良好。Maxwell模型能够较好地描述该阻尼器力学行为,反映阻尼器在各种试验工况下的出力情况。该阻尼器设计与加工简单,对工程结构的耗能减震有着实际意义。     

剪切钢板阻尼器研究与应用进展

文章对国内外剪切钢板阻尼器的研究与应用进展进行了综述,介绍了剪切钢板阻尼器的构造、耗能原理、性能特点、工程应用实例等,作者从所得的研究成果中重点概括了腹板宽厚比、腹板削弱情况、翼缘宽厚比、翼缘所用钢材、翼缘形状、加劲肋设置方式等对剪切钢板阻尼器耗能能力及限制腹板发生面外失稳能力的影响,同时深入分析了剪切钢板阻尼器在研究和应用中存在的问题,并指出了今后应重点研究解决的若干问题。     

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。     

形状记忆合金力学性能的试验研究

本文针对一种国产形状记忆合金材料,通过试验和分析,首先定性地探讨了其力学性能随激振频率、环境温度、应变幅值和滞回圈数的变化情况;随后,提出了一种简化的四折线力学本构模型,在试验的基础上,确定了模型的特征参数;最后,将该材料与国外同类材料进行了对比,指出了国产材料的不足和应改进之处。     

腹板开孔形状影响耗能支撑滞回性能试验研究

腹板开孔耗能支撑有效地避免了传统中心支撑斜杆的失稳破坏,具有较强的耗能能力.为研究腹板开孔形状对支撑滞回性能的影响,对腹板开菱形孔、椭圆孔及长圆孔耗能支撑试件进行了低周往复加载试验,分析了试件在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、承载能力、刚度退化及耗能能力.试验结果表明:耗能支撑试件滞回曲线饱满,耗能性能优越.耗能支...     

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。     

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.     

基于形状记忆合金-悬吊质量摆减振系统的结构地震响应分析

针对风电塔架结构内部有限的空间,设计一种新型减振系统。基于悬吊质量摆减振原理,利用形状记忆合金（SMA）的超弹性特性,将SMA丝与弹簧叠加成SMA阻尼器后并与悬吊质量摆复合,设计了一种形状记忆合金-悬吊质量摆阻尼器（SMA-SMPD）系统。研究了细部构造、减振原理和参数影响,并利用Matlab软件对单自由度体系在不同地震作用下的动力响应进行了数值模拟。结果表明:所设计的刚度和质量可调的SMA-SMPD是有效的。与结构受控频率相调时,将结构振动能量集中转换到SMA-SMPD上,可耗散结构振动能量,减震率可达30%~40%,且整体性能稳定,对结构动力响应控制效果显著。     

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.     

形状记忆合金绞线与混凝土的粘结滑移性能及影响因素研究

采用拉拔试验对SMA绞线与混凝土之间的粘结滑移性能进行研究,分析了拉拔试件的破坏模式和受力过程,阐述了SMA绞线与混凝土之间粘结滑移的相互作用机理,讨论了拉拔试件粘结滑移性能随混凝土强度、混凝土保护层厚度、SMA绞线锚固长度以及加载速度的变化规律,建立了SMA绞线锚固长度的计算公式。结果表明:拉拔试件的破坏模式以典型破坏为主,其受力过程分为5个阶段:弹性阶段、转动脱胶阶段、内部拥塞阶段、衰减阶段和残余阶段。同时,随着混凝土强度的增大,试件的极限粘结强度也增大;当保护层厚度达到一定数值后,增加保护层厚度对试件的极限粘结强度几乎没有影响;SMA绞线的锚固长度越大,试件的极限粘结强度越小;试件的极限粘结强度会随着加载速度的增大而小幅增大,若加载速度过快,SMA绞线则会发生散捆断裂。此外,所建立的SMA绞线锚固长度计算公式可以考虑多种影响因素,对SMA绞线用于土木工程结构中需要考虑的锚固、搭接和细部构造等结构设计问题具有一定的理论意义及实用价值。