剪切型和擠壓型鉛阻尼器研究及其工程應(yīng)用.pdf

1、近幾年來，消能減振技術(shù)不斷在工程界得到應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，而研制和開發(fā)各種簡(jiǎn)便實(shí)用新型消能減震裝置以滿足實(shí)際工程需要已是必然趨勢(shì)。鉛阻尼器作為金屬耗能器中的一種，其耗能性能良好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制作方便，尤其是鉛剪切阻尼器和鉛擠壓阻尼器。本文在總結(jié)了近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于兩種鉛阻尼器研究成果的基礎(chǔ)上，通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究具體分析了鉛剪切和鉛擠壓阻尼器的耗能機(jī)理及各種參數(shù)對(duì)其滯回性能的影響。探討了鉛擠壓阻尼器在實(shí)際工程中的耗能效果，認(rèn)為該阻尼器符

2、合工程結(jié)構(gòu)的要求，可以應(yīng)用。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1.詳細(xì)介紹了鉛阻尼器常用的滯回模型以及鉛剪切阻尼器和鉛擠壓阻尼器的耗能機(jī)理，同時(shí)介紹了阻尼力設(shè)計(jì)時(shí)的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。 2.研制了大行程的鉛剪切阻尼器，闡述了其與已有鉛剪切阻尼器構(gòu)造的不同，并對(duì)其滯回性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和ANSYS有限元數(shù)值模擬分析。數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析結(jié)果表明，大行程鉛剪切阻尼器阻尼力中鋼板與鉛塊的摩擦力較大，不能忽略；鉛塊的相對(duì)

3、剪切長(zhǎng)度L不宜過大，否則中間鉛塊不會(huì)屈服，致使阻尼器阻尼力偏??；鉛塊厚度對(duì)鉛剪切阻尼器的第一剛度有一定的影響，當(dāng)厚度h達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，遠(yuǎn)離剪切面兩側(cè)的鉛不易屈服；對(duì)于大行程鉛剪切阻尼器阻尼力的試驗(yàn)值大于理論模擬值給出了相關(guān)解釋，并對(duì)鉛剪切阻尼器的構(gòu)造提出了改進(jìn)的建議，即采取在鉛槽的兩端挖儲(chǔ)鉛槽或分割鉛塊的剪切長(zhǎng)度。 3.介紹了金屬擠壓理論及相關(guān)知識(shí)，分析了鉛擠壓阻尼器擠壓變形的特點(diǎn)，給出了新型鉛擠壓阻尼器的構(gòu)造，并對(duì)其性能和有關(guān)

4、參數(shù)的影響進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和有限元數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明，理論分析與試驗(yàn)結(jié)果比較接近，證明采用的有限元假設(shè)正確，可以用有限元模擬分析進(jìn)行鉛擠壓阻尼器性能的研究；鉛擠壓阻尼器工作時(shí)，擠壓鉛塊應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜，三個(gè)方向的應(yīng)力水平相當(dāng)，鉛塊的屈服由三個(gè)方向應(yīng)力共同引起；塑性變形區(qū)主要集中在軸凸部分，擠壓軸軸凸長(zhǎng)度和軸凸高度是影響鉛擠壓阻尼器阻尼力的主要因素，但二者的影響程度有所差別，且兩者對(duì)擠壓阻尼器的第一剛度也有一定影響。 4.