2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、自復(fù)位耗能支撐通常采用形狀記憶合金、預(yù)應(yīng)力筋等提供恢復(fù)力,而形狀記憶合金的熱彈性馬氏體受溫度影響明顯,變形后需要加熱才能恢復(fù)到初始位置,預(yù)應(yīng)力筋彈性變形較小,工程應(yīng)用受到限制。為此,本文提出一種用組合碟簧提供復(fù)位力、永久磁鐵產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)、充分利用磁流變(Magnetorheological,簡(jiǎn)稱MR)流體的流變性能耗散地震輸入能量的自復(fù)位阻尼耗能支撐,通過改變碟簧的組合形式滿足支撐對(duì)剛度、變形、恢復(fù)力的設(shè)計(jì)要求,從而滿足結(jié)構(gòu)對(duì)層間位移、

2、抗側(cè)剛度的需求。本文對(duì)自復(fù)位阻尼耗能支撐的抗震性能進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究,建立了能夠準(zhǔn)確描述支撐滯回特性雙Bouc-Wen恢復(fù)力模型,主要內(nèi)容如下:
  (1)研制一種新型自復(fù)位阻尼耗能支撐,對(duì)其構(gòu)造和各受力階段的性能進(jìn)行了分析。根據(jù)支撐導(dǎo)向軸和內(nèi)管變形、碟簧雙折線模型及MR流體的Bingham模型建立了描述支撐受力性能的分段計(jì)算模型。
  (2)對(duì)長(zhǎng)為1.5m、庫侖阻尼力為200kN的自復(fù)位阻尼耗能支撐進(jìn)行了有限元數(shù)值模

3、擬分析,研究了在不同頻率、振幅正弦激勵(lì)、不同碟簧初始預(yù)壓力、不同碟簧組合剛度下自復(fù)位阻尼耗能支撐的滯回特性及耗能能力、等效粘滯阻尼比等抗震參數(shù)變化規(guī)律。支撐滯回曲線呈飽滿旗形,支撐的耗能和恢復(fù)力增量與加載振幅增量成正比;隨著加載頻率增加,同位移下的滯回圈更加飽滿,等效粘滯阻尼比隨著加載位移的增大穩(wěn)定減小,表明支撐具備良好的滯回特性和穩(wěn)定耗能能力。將分段計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)體單元有限元模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,滯回曲線吻合較好,恢復(fù)力和耗能最大

4、誤差在10%以內(nèi),表明分段計(jì)算模型可以精確描述支撐的滯回特性,對(duì)支撐參數(shù)設(shè)計(jì)提供重要參考。
  (3)加工組裝了長(zhǎng)為1.5m的自復(fù)位阻尼耗能支撐,對(duì)支撐的耗能系統(tǒng)進(jìn)行了不同頻率、振幅正弦激勵(lì)下試驗(yàn),試驗(yàn)表明耗能系統(tǒng)的滯回曲線飽滿,耗能穩(wěn)定,阻尼力隨著加載頻率、振幅的增加而變大,最大粘滯阻尼力占最大阻尼力的40%左右。對(duì)不同碟簧初始預(yù)壓下的自復(fù)位阻尼耗能支撐構(gòu)件進(jìn)行不同頻率、振幅正弦激勵(lì)下動(dòng)力試驗(yàn)。支撐滯回曲線呈穩(wěn)定飽滿旗形,碟簧初

5、始預(yù)壓力大于耗能系統(tǒng)阻尼力時(shí)幾乎沒有殘余變形,碟簧預(yù)壓力與阻尼力相等時(shí),隨著加載頻率和振幅的增大支撐殘余變形逐漸變大,加載結(jié)束后,支撐仍可以恢復(fù)到平衡位置,表明支撐的復(fù)位能力不受粘滯阻尼力增大的影響;碟簧初始預(yù)壓力小于耗能系統(tǒng)庫倫阻尼力時(shí),支撐存在較大的殘余變形,最大殘余變形占最大變形的45%。支撐的耗能能力隨著位移和加載頻率的增大呈非線性增加,粘滯耗能占總耗能的40%左右,具有良好的耗能特性和穩(wěn)定性。
  (4)為精確模擬支撐在

6、結(jié)構(gòu)非線性分析中的動(dòng)力特性,對(duì)傳統(tǒng)Bouc-Wen模型進(jìn)行了改進(jìn),建立了適用于自復(fù)位阻尼耗能支撐的恢復(fù)力計(jì)算模型,并在Simulink環(huán)境下對(duì)改進(jìn)的雙Bouc-Wen模型進(jìn)行仿真分析,將仿真結(jié)果與支撐有限元模擬分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,仿真得到的滯回曲線和有限元模擬得到的滯回曲線吻合較好,承載力和耗能誤差控制在10%。根據(jù)支撐雙Bouc-Wen模型得到的滯回曲線與試驗(yàn)滯回曲線進(jìn)行了對(duì)比,兩者高度吻合,最大誤差為9.8%,平均誤差均在5%以內(nèi),

7、表明所建立的雙Bouc-Wen模型可以準(zhǔn)確描述自復(fù)位阻尼耗能支撐的滯回特性。
  (5)基于OpenSees平臺(tái),對(duì)改進(jìn)的雙Bouc-Wen模型進(jìn)行二次開發(fā),并對(duì)采用自復(fù)位阻尼耗能支撐和普通防屈曲支撐的9層Benchmark鋼框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了抗震性能對(duì)比分析。二次開發(fā)后的雙Bouc-Wen模型可以很好的描述自復(fù)位阻尼耗能支撐旗形滯回特性,在PGA為0.6g的5種地震作用下,與防屈曲支撐結(jié)構(gòu)相比,自復(fù)位阻尼耗能支撐結(jié)構(gòu)最大層間位移

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