低屈服點鋼剪切板阻尼器耗能性能與疲勞性能研究.pdf

1、被動耗能減振元件能夠很好的控制結構的振動，因此廣泛應用于結構抗震設計中。鋼剪切板阻尼器作為其中的一種類型，利用鋼材的塑性變形來耗散能量，這種阻尼器相對于其構造尺寸來說有著很好的耗能能力，并且造價低廉，但是利用傳統(tǒng)低碳鋼制造的阻尼器有著非常明顯的缺點，即在小震作用下，該類型阻尼器很難達到塑性狀態(tài)，從而耗能效果不明顯。為了克服該缺點，本文對采用低屈服點鋼的剪切板阻尼器進行了有限元模擬和試驗研究，主要研究內容如下：
　　(1)對三種國產(chǎn)

2、的低屈服點鋼 LYP100、LYP160和LYP225制作的標準試件進行準靜態(tài)單調拉伸試驗，獲得三種材料應力應變關系曲線及彈性模量、屈服強度等材料參數(shù)，表明低屈服點鋼具有很好的塑性變形能力。根據(jù)材料參數(shù)，選擇不同的強化模型進行有限元模擬，結果表明：當核心板采用混合強化模型時，模擬效果較好，為后續(xù)模擬提供依據(jù)。
　　(2)利用Abaqus對不同構造形式的剪切板阻尼器的滯回性能進行分析，通過滯回曲線、骨架曲線和等效粘滯阻尼系數(shù)曲線的綜

3、合分析，獲得無加勁肋和焊接加勁肋剪切板阻尼器的臨界高厚比，以及核心板材料強度對阻尼器性能的影響。結果表明：核心板材料強度對無加勁肋剪切板阻尼器耗能性能基本無影響，對焊接加勁肋剪切板阻尼器有少許影響。
　　(3)提出并設計出四種新的阻尼器——摩擦型加勁肋剪切板阻尼器，利用Abaqus對其滯回性能進行有限元模擬分析，并與無加勁肋剪切板阻尼器進行對比，結果表明：四種摩擦型加勁肋均能對剪切板阻尼器的耗能性能有著不同程度的提升，其中雙面“井

4、字形”摩擦型加勁肋布置形式的提升效果最好。
　　(4)設計并制造三個無加勁肋剪切板阻尼器，進行不同幅值下的等幅循環(huán)加載試驗，考察該種阻尼器的疲勞性能。對阻尼器的滯回曲線、等效粘滯阻尼系數(shù)、初始彈性剛度、最大水平力、承載力退化系數(shù)、剛度退化以及耗能曲線進行分析總結，結果表明：不論加載幅值的大小，該種形式阻尼器均表現(xiàn)出良好的疲勞性能，即使其達到了疲勞破壞狀態(tài)，仍然具有足夠的承載力和剛度儲備，并且幅值大小對于阻尼器性能的發(fā)揮影響很小。根