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...     

工字型钢铅组合耗能器的非线性有限元模拟

钢铅组合耗能器将钢和铅2种材料巧妙地进行组合,具有制作工艺简单、经济性好等优点。在一种工字型钢铅组合耗能器试验研究的基础上,借助有限元分析软件ANSYS,考虑钢和铅2种材料本构模型的非线性以及2种材料之间的接触作用,建立了这种耗能器的非线性有限元计算模型,对耗能器进行数值模拟;在此基础上对安装耗能器的Benchmark结构进行了地震反应分析。研究结果表明建立的有限元模型能够准确描述耗能器的力学性能,耗能器具有良好的滞回性能和稳定的耗能特性,是一种优良的耗能元件;工字型钢铅组合耗能器减震效果明显。     

多本构模型参数同步更新的在线数值模拟方法研究

在线数值模拟方法是一种基于模型更新的混合试验方法,其是不完整边界条件混合试验的通用解决方案。在该方法中：结构反应由结构整体数值模型计算得到,边界条件自然得以满足;物理子结构的恢复力不再参与运动方程的求解,而是用于估计数值模型的本构参数,提高了数值模型的可靠性。论文提出多本构模型参数同步更新的在线数值模拟方法,以提高多种本构模型参数不确定性同时存在时在线数值模拟方法的精度,并以Levenberg-Marquardt算法为参数估计方法,实现了采用恢复力对钢筋和混凝土材料本构模型参数的同步估计。研究表明：以恢复力来估计材料本构模型参数是可行的,且Levenberg-Marquardt算法具有较高的收敛速度和计算精度;在线数值模拟方法有效地提高了混合试验的模拟精度。     

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。     

钢筋混凝土筒体的非线性有限元分析模型

本文提出了一种反复荷载下混凝土材料的本构模型，该模型采用平面应力状态下的弥散正交裂缝假设，钢筋采用弥散假设，并考虑了屈服、应变硬化、循环卸载与再加载规则等因素。该本构模型与其他模型相比，具有简便有效的优点。在此基础上，本文采用八结点平面应力单元建立了钢筋混凝土核心筒体非线性有限元分析模型，并对试验模型进行了非线性分析，计算结果与试验结果吻合较好。     

基于磁流变弹性体的平台竖向隔振研究

磁流变弹性体(MRE)由于其力学性能稳定且有显著的磁流变效应,在平台结构智能隔振控制方面具有广阔的应用前景。本文首先通过动态试验研究了溴化丁基橡胶基磁流变弹性体(BIIR_MRE)的力学性能,该材料具有良好的耗能能力和磁致变刚度特性;然后根据试验结果及平台参数设计了一种采用MRE材料的隔振支座,并以平台竖向加速度为控制量设计了相应的PID控制系统;最后在Simulink中建立仿真模型验证了隔振支座的隔振效果。仿真结果表明:该隔振控制系统可以有效地降低平台的竖向加速度、速度和位移响应;控制力饱和可能造成加速度和速度响应的跳跃,故控制力是限制PID控制系统隔振效果的主要因素;提高MRE的磁流变效应,可以进一步改善PID控制效果。     

地质力学模型相似材料配比的正交试验研究

选择正确的相似材料是进行地质力学模型试验的前提,然而,选择合适的材料配比是成功模拟原型工程的关键。经过对大量的相似材料研究现状的调研,在借鉴前人经验的基础上,选择以铁矿粉、重晶石粉、石英砂为骨料,松香酒精溶液为胶结剂,石膏为调节剂的铁晶砂胶结剂作为模型试验的相似材料。采用正交试验法进行配比试验,选择了4因素3水平的正交试验表设置,一共9组配比试验方案,制作小模型试块。通过对小模型试块的物理力学性质试验,获得了相似材料密度、抗压/拉强度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等参数指标,运用极差分析法分析了各个因素对相似材料参数指标影响的主次关系以及影响的规律特性。试验发现,胶结剂浓度对相似材料的主要参数指标影响显著。     

仿真混凝土材料动态拉伸试验研究

通过直接拉伸试验和劈拉试验研究仿真混凝土材料动态受拉特性,为混凝土坝动力模型试验提供相关材料参数,研究其与原型混凝土材料的匹配问题。在应变速率10-5/s至10-1.08/s范围内对试件进行拉伸试验研究,给出拉伸曲线方程,并分别对仿真材料的强度、峰值应力处应变、弹性模量给出考虑率相关的经验公式,分析泊松比、吸能能力、破坏形态与应变速率的关系。通过与混凝土动态拉伸特性以及破坏形态对比,得出结论:仿真混凝土材料适合模型动力试验;其动态拉伸特性和混凝土材料表现出一定的相似性,但极限拉伸强度和吸能能力等方面率相关性更明显,在进行模型与原型的相似关系设计以及高坝模型动力破坏试验分析时,需充分考虑仿真材料的率相关特性以得到合理的高坝模型试验结论。     

粘弹性阻尼器的性能研究

本文针对ＺＮ－１和ＺＮ－２粘弹性材料,通过大量试验,首先定量探讨了其力学性能随环境温度、激振频率、变形幅值和滞回圈数等因素的变化情况;随后,就风振控制问题,考察了时间荷载作用下,材料内部的温升平衡情况;最后,在文献〔１〕的基础上,利用试验数据确定了刻画材料力学性能的四参数模型的有关参数。     

混凝土材料动力本构模型研究进展

综述了近20年来国内外混凝土材料动力本构模型的研究状况。对国内外最新的几种混凝土动力本构模型进行了述评，指出了各种模型的适用条件及其优缺点。最后，根据现有的研究成果及混凝土材料的动力试验研究结果，得出了建立混凝土动力本构模型中应考虑的主要因素。     

涡激振动下管桥段的模糊动力可靠性研究

本文首先给出了管道在流体作用下的力学模型，并对风力作用下管道产生涡激振动的机理进行了分析，从而建立了管桥在风力作用下的力学模型和相应的振动微分方程，同时给出了管桥的固有特性和动力响应分析结果，然后，在此基础上，提出了首超模糊失效、模糊疲劳失效和混合失效等三类模糊失效准则，并依据这些准则分析给出了动力可靠性的计算公式，最后，给出了具体的算例。     

相邻建筑结构的模糊振动控制

本文研究了相邻建筑结构的模糊控制问题。首先,介绍相邻建筑结构体系的特点,建立体系的力学模型及运动方程;然后,进行了半主动控制研究,提出了控制的方法;最后,利用模糊控制方法实现了结构的智能控制。通过以上研究,说明相邻建筑结构相互振动控制是十分有效的,所得出的结论对实际工程的应用具有指导意义。     

鲜水河断裂带水平形变模拟及力学机制的探讨

一、前言 地震可能是由于介质本构性质的软化特性所引起的非线性力学过程,因断层介质的软化,能导致断层介质和周围岩体的失稳和弹性应变的释放,产生地震。 目前有限元分析中常使用一种描述断层的层状材料模型（O.C.zienkiewicz,1971）,     

鲜水河断裂带水平形变模拟及力学机制的探讨

一、前言 地震可能是由于介质本构性质的软化特性所引起的非线性力学过程,因断层介质的软化,能导致断层介质和周围岩体的失稳和弹性应变的释放,产生地震。 目前有限元分析中常使用一种描述断层的层状材料模型（O.C.zienkiewicz,1971）,     

铅芯夹层橡胶隔震垫基本力学性能研究

本文详细地研究了中国铅芯夹层橡胶隔震垫的基本力学性能,主要包括隔震垫的竖向,水平特性及极限承载能力,在竖向性能方面研究了隔震垫的竖向刚度及变形特性;水平性能的研究包括水平有效刚度和阻尼特性;极限承载能力的研究包括隔震垫的压缩破坏。     

柱端隔震夹层橡胶垫力学性能试验研究

本文详细地研究了夹层橡胶隔震垫的回转刚性,给出了回转刚性与竖向压力及切变形的相关性能。     

核心筒部分悬挂结构抗震分析的简化力学模型

提出了核心筒部分悬挂结构体系,在已有该体系振动台试验基础上,建立了该体系的抗震分析简化力学模型及其理论公式。按小震、中震和大震3种不同的地震作用情况,分析了该结构体系力学模型和动力方程的差异。利用有限元分析程序SAP2000,对这种结构体系进行了小震和大震作用下的结构地震反应分析,计算结果与试验结果吻合较好。     

磁流变阻尼器的两种力学模型和试验验证

本文根据我们设计制作出的磁流变阻尼器的阻尼特性试验结果，提出了描述阻尼器动态特性的两种新的力学模型。一种称之为修正的Bingham模型，它由Bingham单元（库仑摩擦单元与粘滞单元并联）与弹簧单元串联组成。该弹簧单元与磁流变液屈服前区的初始剪切模量和蓄能器的刚度等有关。另一种称为修正的Dahl模型，它采用Dahl模型来模拟库仑摩擦力，克服了常用的Bouc-Wen模型需要确定的参数过多的缺点。为了使模型在阻尼器的电流强度（磁场强度）改变的情况下仍然有效，引入一个内变量描述模型参数与电流强度（磁场强度）的关系。最后，通过理论分析与试验结果的比较，证明本文提出的两种力学模型能够较为精确地描述大多数的磁流变阻尼器在改变电流强度（磁场强度）情况下的动态特性。     

抗震销的模拟及其对异型板桥抗震性能影响分析

抗震销在上海莘庄立交工程的设计中,由于构造的特殊性,其力学特性难以用常规方法表达。基于位移和多级设防的抗震思想,以莘庄立交工程中的一异型板桥为例,首次以两个包含极端边界条件的结构分析模型考虑抗震销这一特殊构造措施对结构的影响,并按照实际结构构造充分考虑材料非线性及连接构件的非线性等因素,分别以弹塑性纤维梁柱单元、空间滑动支座单元和接触单元模拟桥墩屈服、支座滑动、相邻结构之间碰撞,建立了空间非线性时程反应分析模型,并进行了设计和罕遇地震水平两个概率水准下的地震反应分析和抗震性能评估,并根据分析结果的对比,提出强化抗震销刚度的建议。     

茅山东侧断裂的断层运动及其与溧阳地震关系的动力学模型

本文依据近年来江苏省茅山地区进行野外调查得到的新资料，对茅山东侧断裂带（简称茅东断裂）的基本特征作了概括和分析，在多种观察资料的约束条件下建立了三维动力学模型，以解释茅东断裂现代运动的力学机制及其与溧阳地震的关系，指出控制断层运动的应力状态是随深度而改变的。最后对有关溧阳地震发生原因的一些力学问题进行了讨论。