剪切型和擠壓型鉛阻尼器研究及其工程應用.pdf

1、近幾年來，消能減振技術(shù)不斷在工程界得到應用，其優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，而研制和開發(fā)各種簡便實用新型消能減震裝置以滿足實際工程需要已是必然趨勢。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)值模擬和試驗研究具體分析了鉛剪切和鉛擠壓阻尼器的耗能機理及各種參數(shù)對其滯回性能的影響。探討了鉛擠壓阻尼器在實際工程中的耗能效果，認為該阻尼器符

2、合工程結(jié)構(gòu)的要求，可以應用。本文的主要工作包括以下幾個方面： 1.詳細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理，同時介紹了阻尼力設(shè)計時的簡化計算公式。 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，并對其滯回性能進行了試驗研究和ANSYS有限元數(shù)值模擬分析。數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比分析結(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

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

4、參數(shù)的影響進行了大量的試驗研究和有限元數(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行鉛擠壓阻尼器性能的研究；鉛擠壓阻尼器工作時，擠壓鉛塊應力狀態(tài)比較復雜，三個方向的應力水平相當，鉛塊的屈服由三個方向應力共同引起；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，且兩者對擠壓阻尼器的第一剛度也有一定影響。 4.