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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。 相似文献
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《世界地震工程》2016,(1)
形状记忆合金(SMAs)在土木工程被动控制领域的研究近年来得到了极大的关注。研究人员已经提出了多种含有SMA丝的隔震器和阻尼器,大尺寸SMA超弹性螺旋弹簧是一种可输出较大位移的阻尼器。由于以往在结构防震减灾领域有关SMA螺旋弹簧力学性能的研究较少,因此在Liang和Rogers提出的SMA应力-应变本构模型的基础上,针对SMA螺旋弹簧恢复力特性建立了一种便于工程应用的新型宏观模型,并利用MATLAB程序进行了数值模拟以验证所提出模型的适用性和正确性。研究结果表明:SMA螺旋弹簧具有较好的复位和耗能能力;同时,根据该宏观模型得到的数值模拟结果与其他学者的试验研究结果吻合较好。总的来看,数值模拟方法可较准确描述超弹性弹簧的力学行为,且方便在现有常规结构软件中实现。 相似文献
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SMA复合摩擦阻尼器性能的试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
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。 相似文献
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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。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(4)
通过试验研究了一种新型SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)的滞回性能。首先,研制了大尺寸NiTi记忆合金(NiTi SMA)螺旋弹簧。在此基础上,加工制作了SFB试件实物模型,对其进行了拟静力试验研究。考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对SFB的恢复力-位移曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。研究结果表明:SFB在水平方向呈现独特的恢复力-位移曲线;SFB的滞回曲线饱满、耗能能力较好,且具有一定的复位能力;竖向压力、位移幅值对SFB力学参数有一定影响,而在试验加载频率区间其力学参数较为稳定。 相似文献
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锥形形状记忆合金阻尼器性能分析与试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
本文对一种新型形状记忆合金阻尼器——锥形形状记忆合金阻尼器的性能进行了数值分析和试验研究。基于形状记忆合金的超弹性双线型本构模型,利用非线性有限元方法分析了锥形形状记忆合金阻尼器的滞回性能,并且用大型能用程序ANSYS进行了验证,得出锥形形状记忆合金阻尼器的滞回模型可简化为分段线性滞回模型,试验包括形状记忆合金丝的本构试验、疲劳试验阳阻尼器的性能试验．试验结果与数值分析结果基本吻合,形状记忆合金表现出良好的超弹性。 相似文献
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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,研究了不同工况下新型黏弹性阻尼器力学参数及其变化规律。试验结果表明:新型黏弹性阻尼器的损失系数在多数工况下处于0.3~0.4之间;其基本力学性能与加载频率相关性较小,随着应变幅值的增加表现出一定程度的软化特征,但在各应变幅值下均具有稳定的耗能能力;新型黏弹性阻尼器有良好的变形能力,在150%的应变下能保持稳定的基本力学性能,应变350%时仍未破坏;新型黏弹性阻尼器的疲劳性能较好,经低周疲劳加载后各项基本力学指标变化率均不超过25%。 相似文献
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考虑到多维地震输入对网架结构的不利影响,基于形状记忆合金超弹性,研制出一种兼具自复位、高耗能及放大功能于一体的形状记忆合金复合黏滞阻尼器(Hybrid Shape Memory Alloy Viscous Dampers,简称HSMAVD),并通过试验研究该阻尼器在循环荷载作用下的力学性能;然后以平面四角锥网架模型为基础,将该阻尼器替换部分网架结构杆件,并分析该阻尼器减震控制效果。结果表明形状记忆合金与黏滞阻尼器复合后具有良好的协同工作能力,可有效发挥形状记忆合金的超弹性和黏滞阻尼器的速度相关特性,使其具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力;采用阻尼杆件替换原杆件的方法既能对结构进行有效的减震控制,又不改变原有的结构形式,是一种优越的减震控制方法,并为HSMAVD被动控制系统在结构抗震中的实际应用提供新思路。 相似文献
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This paper presents an experimental and numerical study to investigate the hysteretic performance of a new type of isolator consisting of shape memory alloy springs and friction bearing called an SMA spring-friction bearing (SFB). The SFB is a sliding-type isolator with SMA devices used for the seismic protection of engineering structures. The principle of operation of the isolation bearing is introduced. In order to explore the possibility of applying SMA elements in passive seismic control devices, large diameter superelastic tension/compression NiTi SMA helical springs used in the SFB isolator were developed. Mechanical experiments of the SMA helical spring were carried out to understand its superelastic characteristics. After that, a series of quasi-static tests on a single SFB isolator prototype were conducted to measure its force-displacement relationships for different loading conditions and study the corresponding variation law of its mechanical performance. The experimental results demonstrate that the SFB exhibits full hysteretic curves, excellent energy dissipation capacity, and moderate recentering ability. Finally, a theoretical model capable of emulating the hysteretic behavior of the SMA-based isolator was then established and implemented in MATLAB software. The comparison of the numerical results with the experimental results shows the efficacy of the proposed model for simulating the response of the SFB. 相似文献
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Cyclic behavior and failure mechanism of self‐centering energy dissipation braces with pre‐pressed combination disc springs 
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下载免费PDF全文 A new type of bracing system composed of friction energy dissipation devices for energy dissipation, pre‐pressed combination disc springs for self‐centering and tube members as guiding elements is developed and experimentally studied in this paper. The mechanics of this system are explained, the equations governing its hysteretic responses are outlined and large‐scale validation tests of two braces with different types of disc springs are conducted under the condition of low cyclic reversed loading. The experimental results demonstrate that the proposed bracing system exhibits a stable and repeatable flag‐shaped hysteretic response with an excellent self‐centering capability and effective energy dissipation throughout the loading protocol. Furthermore, the maximum bearing force and stiffness are predicted well by the equations governing its mechanical behavior. Fatigue and destructive test results demonstrate that the proposed bracing system can maintain stable energy dissipation and self‐centering capabilities under large deformation cyclic loading even when the tube members exceed the elastic limit and that a larger bearing capacity is achieved by the system that has disc springs without a bearing surface. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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针对半刚接钢框架-混凝土墙(PSRCW)结构中连接件易发生疲劳断裂的问题,利用形状记忆合金(SMA)制成连接件并将其应用到PSRCW结构中。对4个2层单跨PSRCW结构试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究。根据试验现象分析了各试件的受力破坏过程,研究了连接件类型、尺寸和布置位置对各试件的滞回性能、耗能能力、强度、刚度、延性和变形恢复能力的影响。试验结果表明:基于SMA连接件的PSRCW结构整体性较好、耗能能力强、结构强度退化具有2个平台阶段、刚度退化较为缓慢、延性好和结构具有较强的变形恢复能力。同时,增大SMA连接件的直径可以提高结构的承载能力、初始刚度和延性;在框架梁柱与内填墙交界面间均布置SMA连接件时,结构整体性最好,强度退化缓慢,延性好。因此,将SMA连接件应用于PSRCW结构中,对于改善钢混组合结构的力学性能有一定的理论意义和实用价值。 相似文献
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Isolation bearings and dampers are often installed between piers and superstructures to reduce the seismic responses of bridges under large earthquakes. This paper presents a novel steel damper for bridges. The damper employs steel plates as energy dissipation components, and adopts a vertical free mechanism to achieve a large deformation capacity. Quasi-static tests using displacement-controlled cyclic loading and numerical analyses using a finite element program called ABAQUS are conducted to investigate the behavior of the damper, and a design methodology is proposed based on the tests and numerical analyses. Major conclusions obtained from this study are as follows:(1) the new dampers have stable hysteresis behavior under large displacements;(2) finite element analyses are able to simulate the behavior of the damper with satisfactory accuracy; and(3) simplified design methodology of the damper is effective. 相似文献
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磁流变阻尼器作为一种比较典型的半主动控制元件,具有构造简单、响应速度快、耐久性好、阻尼力大且连续可调等优点。即使地震中能源中断,磁流变阻尼器仍可以作为被动耗能装置继续工作发挥作用,可靠性高。设计合理有效的磁流变阻尼器半主动控制方法,对于整体结构的减震效果尤其重要。提出一种改进的磁流变阻尼器的半主动控制策略-改进的Bang-Bang控制策略,对装有磁流变阻尼器的减震控制3层框架结构进行了一系列的实时混合模拟试验,对多种半主动控制方法下的振动控制效果进行试验分析。试验结果表明:磁流变阻尼器对框架结构的减震效果显著,并验证了提出的磁流变阻尼器半主动控制策略的有效性。 相似文献