帶SMA彈簧的變摩擦型TMD裝置的減震控制研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)的減震控制一直是土木工程領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題，它可以分為主動(dòng)控制、被動(dòng)控制、混合控制和半主動(dòng)控制等，本文研究的新型干摩擦板—彈簧調(diào)諧質(zhì)量阻尼器屬于被動(dòng)控制中的一種。形狀記憶合金（SMA）是一種性能優(yōu)良的材料，是用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的理想材料。本文利用SMA彈簧提出了一種新型減震裝置，并研究這種新型減震裝置的減震效果如何。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將干摩擦板—彈簧調(diào)諧質(zhì)量阻尼器中的彈簧換成SMA彈簧，并將摩擦設(shè)置為變摩擦系數(shù)

2、形式，摩擦系數(shù)在質(zhì)量塊平衡位置附近取值很小，偏離平衡位置一定距離后取值較大。這樣既能使得減震裝置有較好的靈敏度，又能使減震裝置有一定的耗能能力。將這種新型減震裝置安裝在一個(gè)單層鋼框架之上，進(jìn)行地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析。分析表明，這種新型減震裝置具有良好的減震效果，在不同地震波荷載以及同一地震波不同峰值荷載作用下，都能有效的減小結(jié)構(gòu)的位移和加速度響應(yīng)。⑵將減震體系簡化為兩個(gè)自由度的分析模型，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理列出模型的平衡方程，并通過M

3、ATLAB軟件編程，其中SMA彈簧的彈簧力是根據(jù)基于其現(xiàn)象的本構(gòu)模型關(guān)系得到的。為了研究這種裝置的減震效果到底如何，還對比了另外兩種情況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，即不安裝減震裝置的情況和安裝了使用普通鋼彈簧的干摩擦板—調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的情況，其中普通鋼彈簧的剛度取SMA彈簧的等效剛度。對比發(fā)現(xiàn)，這種新型減震裝置的減震效果要好于使用了普通鋼彈簧的干摩擦板—彈簧調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。⑶研究了摩擦系數(shù)的取值對兩種裝置的減震效果影響，得到了摩擦系數(shù)的最優(yōu)值。研究了