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1.
本文采用商用标准件叠层压电驱动器和圆形摩擦盘,研发了能提供水平任一方向可调摩擦阻尼力的新型压电变摩擦阻尼器,能与圆形隔震垫协同工作复合而成智能隔震系统.文中首先提出了新型压电阻尼器的基本结构,制作了试验室比例的模型;其次针对压电驱动器变形在微米数量级的特点和约束钢架的刚度特性,提出了基于有限元分析的形状系数和可调正压力计算方法.并用约束钢架变形试验验证了有限元分析的正确性;最后通过阻尼器性能试验提出了连续型的阻尼力计算模型,一种适合于实际工程应用的摩擦阻尼力模型.提出的新型压电摩擦阻尼器构造简单,阻尼力调节方便,响应速度快,特别是便于进一步增大阻尼力调节倍数,能够较大地推动压电阻尼器实用化进程. 相似文献
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《世界地震工程》2015,(1)
为了使结构在地震过程中能有效地抗震耗能,提出了一种新型的半主动压电摩擦阻尼器。对压电陶瓷的电压-位移关系进行了理论和试验分析。详细介绍了新设计的压电摩擦阻尼器的构造和工作原理。测试和分析了压电摩擦阻尼器在不同预压力和不同工作压电陶瓷数量下的出力性能和阻尼器的摩擦系数。论述了适用于该阻尼器的模糊控制理论并建立了模糊控策略。最后基于所设计的压电摩擦阻尼器和所形成的模糊控制策略,利用MATLAB软件对一个拟进行振动台试验的输变电塔模型进行了模拟,得到了输变电塔模型在无阻尼器和有阻尼器两种情况下的顶层位移和加速度时程曲线,并对其进行了对比分析。结果表明,所研发的新型压电摩擦阻尼器具有良好的出力性能,使结构能有效地抗御地震灾害。 相似文献
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磁流变阻尼器的构造设计及其阻尼力性能的试验研究 总被引：21，自引：2，他引：21
本文根据磁流变液的材料特点和磁路设计原则，设计并制作了一个双出 杆的剪切阀式磁流阻尼器，在伺服试验机上对所设计制作的磁流变阻尼器的阻尼力性能进行了试验研究，并分析了影响阻尼力的各种因素。结果表明：所设计制作的磁流变阻尼器具有一定的剩磁，但剩磁对阻尼力可调系数的影响很小；所设计制作的磁流变阻尼器能够达到的最大阻尼力和阻尼力可调系数都很理想。由此得出结论，本文所设计制作的磁流变阻尼器具有卓越的阻尼性能，可在土木工程结构的半主动振动控制设计中加以推广和应用。 相似文献
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可调滞回模型的磁流变阻尼器及其试验 总被引：5，自引：0，他引：5
本文在现在磁流变阴尼器性能研究的基础上，提出了可调滞回模型的磁流变阻尼器及其试验方法，并进行理论、试验及算例分析。首先，根据恒定电流下磁流变阻尼器的阻尼力滞力特性，利用磁流变材料特性的电流（即磁场）可控特点，建立了变电流下的阻尼力滞回模型；其次，在中通过电路板控制外加电流与装置变形间的函数关系，实现了变电流调节的阻尼力滞回模型；最后，将磁流变阻尼器与橡胶隔震装置结合，形成智能磁流变隔夺装置，并对一个单自由度隔震结构进行了数值仿真分析。 相似文献
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一种新型金属变摩擦耗能器的研发与应用 总被引：5，自引：0，他引：5
基于被动控制理论,提出一种新型的金属变摩擦耗能阻尼器。通过改变金属摩擦面的摩擦面积,使摩擦系数具有随位移改变而变化的特性。在金属摩擦学理论的基础上,建立了金属变摩擦耗能器的阻尼力计算模型与产品的开发。理论计算与实验数据表明：新型金属变摩擦耗能器的减震性能显著优于常规阻尼器,避免了传统阻尼装置（如油阻尼器）存在的造价高、维护复杂、易漏油的问题;克服了常规摩擦耗能器不能在不同大小荷载作用下保持同样控制效果的缺点,能做到抗震耗能器在不同荷载下保持很好的抗震效果,真正做到＂小震小位移少耗能,大震大位移多耗能＂的智能控制。 相似文献
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X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力模型(Ⅰ)--基于双线性本构关系 总被引：3，自引：1，他引：3
利用软钢的双线性本构关系，依据经典力学原理推导建立了X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力滞回模型。首先，导出了单调加载下钢板阻尼器的力与位移关系及其渐近曲线；其次，对于软钢材料本构关系分别考虑在理想弹塑性和双线性强化模型基础上，推导建立了钢板阻尼器的阻尼力模型；最后，将钢板阻尼器的阻尼力模型及其参数与试验结果进行了比较，验证了理论模型的有效性，并分析了误差存在的原因。 相似文献
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高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器，它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变（MR）阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合，采用高阶单步算法和两种控制策略对结构进行振动控制。数值模拟分析与振动台试验结果表明：由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点，对较宽频域范围不同大小的地震激励均能提供最优控制。同时也表明该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法。 相似文献
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压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制 总被引：16，自引：3，他引：13
压电材料是一种新型智能材料。本文将压电材料和被动摩擦阻尼器相结合设计出一种新型智能摩擦阻尼器,并采用基于经典最优控制理论的半主动控制策略对高耸钢塔结构风振反应的控制进行了研究,对国内即将兴建的第一高钢电视塔──合肥翡翠电视塔进行了算例分析。为满足摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振控制的特殊需要、文中还建立了房耸钢塔结构的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成广义控制力作用位置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。本文研究表明,压电材料智能摩擦阻尼器可以有效地抑制高耸钢塔结构的风振反应。 相似文献
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为研究附设黏滞阻尼器的传统风格建筑混凝土梁-柱节点地震损伤演化规律，进行6个该类型构件的动力荷载试验，并分别采用位移型、能量型及位移-能量混合型损伤模型对其进行全过程评价，采用Park-Ang模型分析试件黏滞阻尼器型号、试件类型等因素对混凝土传统风格建筑梁柱节点损伤行为的影响。研究结果表明：附设黏滞阻尼器可显著提升传统风格建筑节点的承载能力、延性性能及耗能能力，结构的抗震性能得到较大幅度的提升；Park-Ang损伤模型与Banon损伤模型适用于传统风格建筑节点损伤演化规律的描述，建议对该类型节点的损伤规律表征选用该损伤模型。黏滞阻尼器型号可在一定程度上影响传统风格建筑的损伤演化发展；设计阻尼力大的试件虽然延性有所提高，但受荷过程中累积损伤也较大。 相似文献
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Concept and performance testing of a high‐capacity oil damper comprising multiple damper units 
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下载免费PDF全文 There has been a significant increase in the size of building structures in recent years. Huge structures such as high‐rise buildings and large‐domed stadiums require high‐performance structural control, including the use of high‐capacity dampers, especially in an earthquake‐prone country like Japan. The objective of the present study was the enhancement of both human and structural safety in such structures through the development of a rate‐dependent type of damper with a high damping capacity. Among the various available types of rate‐dependent dampers, the authors focused on the oil damper owing to its stable performance against long‐duration vibrations. The target maximum damping force was 6000 kN, which is higher than that of any existing oil damper utilized in building structures. The authors developed a novel concept for achieving this high capacity while maintaining the size of the damper within acceptable dimensions from an architectural point of view. The concept involves the use of multiple damper units that produce mechanically parallel damping forces spatially arranged in series. As a prototype, a 1500‐kN oil damper was fabricated by combining three 500‐kN dampers. The 1500‐kN prototype damper was conceived as a full‐scale prototype of a damper that is more slender than comparable commercially available dampers in Japan, and as a scaled model of the proposed 6000‐kN damper. Sinusoidal loading tests were conducted on the prototype damper using a frequency range of 0.1–1.5 Hz and a velocity range of 0.4–300 mm/s. The results confirmed that the damper produced the design damping forces. The results of earthquake loading tests also revealed that the damper exerted a stable damping force against a large earthquake and maintained its performance after the earthquake. The damper is particularly effective against earthquakes with long‐period components that could increase the temperature of a damper. This is afforded by its high heat capacity compared to conventional dampers. Considering that the proposed 6000‐kN damper will generate a damping force that is about 2–3 times that of the strongest conventional oil damper, existing manufacturer test machines would be inadequate for evaluating its full performance characteristics. To address this issue, the authors also propose a test method for evaluating the overall damping force. The method is premised on the fact that the characteristic feature of the proposed damper is its combination of multiple damper units. The overall performance is thus evaluated using the test results for the individual damper units while the other dampers are bypassed. This method was verified by the results of the abovementioned sinusoidal loading tests, with the error for the 1500‐kN prototype damper found to be less than 5%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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磁流变液是一种性能优良的智能材料,用其制成的MR阻尼器是一种理想的半主动控制装置。本文提出了一种新型MR阻尼器——逆变型MR阻尼器,给出了逆变型MR阻尼器的设计方法,并设计了一个足尺的阀式逆变型MR阻尼器。实验证明逆变型MR阻尼器阻尼力可调,在电源失效或无电源时能够在大阻尼状态工作,这提高了半主动控制装置在地震中的使用安全性。逆变型MR阻尼器具有良好的可靠性、实用性和经济性。本文最后针对试验中阻尼器出力的可调范围比较小的问题给出了几种改进的思路。 相似文献
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斜拉桥在横桥向采用塔-梁、墩-梁固结的约束体系,导致其整体刚度增加,地震惯性力增大,给边墩及其基础的抗震设计造成困难。分别采用位移相关型(方案1)和速度相关型(方案2)两类减震装置对一座斜拉桥的横桥向进行了减震研究。方案1在边墩-主梁间设置位移相关型减震装置,并对其屈服荷载进行了参数分析;方案2对速度相关型减震装置的安装位置和数量进行了优化分析,并对其参数取值进行了参数分析;对横桥向固结体系和减震体系的地震反应进行了对比。结果表明:地震作用下两类减震装置发生滞回变形,延长了结构在横桥向的周期,有效降低了边墩的地震剪力和弯矩反应;横桥向墩-梁间的相对位移会增大,可通过减震装置参数的选取将其控制在合理的范围内;塔底的地震剪力和弯矩反应变化不明显。2种方案均可用于斜拉桥横向减震。 相似文献
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500kN 足尺磁流变液阻尼器设计的关键技术 总被引：1，自引：0，他引：1
对我们制作的、目前出力居世界前列的500kN足尺MR阻尼器设计的关键技术、阻尼器的性能试验及力学模型的参数识别进行了研究。在对磁流变液材料的最大屈服剪应力、抗沉降稳定性以及磁滞响应时间等关键性能试验分析的基础上,确认该磁流变液的抗沉降稳定性和其他两项性能指标满足MR阻尼器的设计与工程应用要求。同时,对此500kN足尺MR阻尼器设计的关键技术,包括内置式碟型弹簧蓄能器、磁场防漏设计以及引线保护等进行了介绍;并通过对此MR阻尼器性能的试验,依据阻尼最小二乘法,对MR阻尼器采用的修正的B ingham模型的参数进行了识别,得到了与试验结果吻合的MR阻尼器的力学模型。通过研究可知,高性能磁流变液材料的制备以及MR阻尼器设计的关键技术是大吨位足尺MR阻尼器成功的关键。 相似文献
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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. 相似文献
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智能型压电-摩擦耗能器 总被引：21，自引：1，他引：20
本文利用压电陶瓷驱动器的电致形变特征和摩擦耗能器的紧固力决定摩擦力大小的特性,提出了智能型压电－摩擦复合耗能器。文中首先提出了叠层压电陶瓷驱动器与Ｐａｌｌ摩擦耗能器复合的基本结构;其次,提出了压电－摩擦耗能器可调紧固力的计算方法,分析了耗能器形状参数的影响;最后,具体设计了可调摩擦耗能型和拟粘滞型两种压电－摩擦耗能器。 相似文献
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In this study,through novel drift-based equations of motion in the frequency domain,optimum placement and characteristics of linear velocity-dependent dampers are investigated.In this study,the sum of the square of the absolute values of transfer matrix elements for interstory drifts is considered as the optimization index.Optimum placement and characteristics of dampers are simultaneously obtained by minimizing the optimization index through an incremental procedure.In each step of the procedure,a predefined value is considered as the damper characteristic.The optimum story for this increment is selected such that it leads to a minimum value for the optimization index.The procedure is repeated for the next increments until the optimization index meets its target value,which is obtained according to the desired damping ratio for the overall structure.In other words,the desired overall damping ratio is the input to the proposed procedure,and the optimal placement and characteristics of the dampers are its output.It is observed that the optimal placement of a velocitydependent damper depends on the damping coefficient of the added damper,frequency of the excitation,and distribution of the mass,stiffness,and inherent damping of the main structure. 相似文献