本文關(guān)鍵詞：粘滯阻尼器試驗與仿真研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和工程建筑技術(shù)的不斷進步,各種超高超大型建筑大量涌現(xiàn)。為了防止大風、地震等對建筑的破壞,工程結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)獲得了飛速發(fā)展,出現(xiàn)了諸如金屬阻尼器、摩擦阻尼器、磁流變阻尼器、粘滯阻尼器等各種減震產(chǎn)品。通過這些裝置的應(yīng)用,外界振動對結(jié)構(gòu)的破壞得到了有效的控制。粘滯阻尼器(Viscous Damper)是安裝在橋跨和橋墩之間的緩沖減震裝置。當外界正常擾動(如熱脹冷縮、緩慢變形等)作用在結(jié)構(gòu)上時,粘滯阻尼器不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生阻尼力;當外界有強烈擾動(如強震、強風等)作用在結(jié)構(gòu)上時,結(jié)構(gòu)的運動會帶動與其相連接的活塞運動�；钊a(chǎn)生的阻尼力作用在結(jié)構(gòu)上,與外界擾動形成反作用力,減輕了結(jié)構(gòu)因振動受到的損傷,提高了橋梁的抗震能力。論文從粘滯阻尼器的結(jié)構(gòu)形式和耗能原理的角度出發(fā),推導出了雙出桿類型的孔隙式、間隙式粘滯阻尼器阻尼力計算公式,為深入研究其內(nèi)在規(guī)律做了理論知識儲備。論文以某型間隙式阻尼器為樣機,利用振動試驗臺對其進行了阻尼力試驗,得到了阻尼器阻尼力、位移、速度之間的曲線。通過對試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析,得到了該結(jié)構(gòu)參數(shù)下的阻尼系數(shù)和速度指數(shù)。通過試驗值和理論值的對比分析,評價了該樣機的工作性能。論文利用流體動力學仿真軟件Fluent,對該粘滯阻尼器進行了仿真分析。通過加載不同速度、不同頻率、不同位移的外界振動,仿真測試了該阻尼器的力學性能,得到了各個工況下阻尼器的最大阻尼力。通過對主要參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整,改進了仿真的方法,提高了仿真的精確度。經(jīng)過仿真結(jié)果與試驗結(jié)果的比較分析,仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)的偏差均在8%以內(nèi),可以認為該仿真方法正確有效,為今后粘滯阻尼器的研發(fā)和仿真提供了一種全新的方法。
【關(guān)鍵詞】：粘滯阻尼器 理論模型 試驗 仿真
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 減震技術(shù)簡介9-10
• 1.2 結(jié)構(gòu)振動控制的研究進展10-12
• 1.3 粘滯阻尼器的研究進展12-16
• 1.3.1 國外研究進展與應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 國內(nèi)的研究進展與應(yīng)用現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文研究的目的和意義16-17
• 1.5 本文主要的研究內(nèi)容17-19
• 第二章 粘滯阻尼器的基本理論19-43
• 2.1 粘滯阻尼器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理19-22
• 2.1.1 單出桿類型粘滯阻尼器19-20
• 2.1.2 雙出桿類型粘滯阻尼器20-21
• 2.1.3 孔隙式粘滯阻尼器21
• 2.1.4 間隙式粘滯阻尼器21-22
• 2.1.5 組合式粘滯阻尼器22
• 2.2 粘滯阻尼器的耗能機理22-24
• 2.2.1 粘滯摩擦耗能23
• 2.2.2 孔縮效應(yīng)耗能23-24
• 2.3 粘滯阻尼器的恢復力模型24-28
• 2.3.1 線性模型24-25
• 2.3.2 Kelvin模型25
• 2.3.3 Maxwell模型25-27
• 2.3.4 分數(shù)導數(shù)模型27-28
• 2.4 粘滯流體材料28-31
• 2.4.1 粘滯流體材料的分類與特征28-29
• 2.4.2 流體介質(zhì)的特性與實驗研究29-31
• 2.5 粘滯阻尼器阻尼力理論計算公式31-41
• 2.5.1 孔隙式粘滯阻尼器阻尼力模型31-36
• 2.5.2 間隙式阻尼器阻尼力模型36-41
• 2.6 本章小結(jié)41-43
• 第三章 間隙式阻尼器試驗研究43-53
• 3.1 試驗的基本情況43-44
• 3.1.1 粘滯阻尼器的基本情況43
• 3.1.2 試驗工況的設(shè)定43-44
• 3.2 粘滯阻尼器的試驗分析44-51
• 3.2.1 試驗數(shù)據(jù)的定性分析44-47
• 3.2.2 試驗數(shù)據(jù)的定量分析47-51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 第四章 粘滯阻尼器仿真研究53-65
• 4.1 Fluent軟件簡介53-54
• 4.2 粘滯阻尼器仿真54-60
• 4.2.1 前處理部分54-56
• 4.2.2 解算器部分56-58
• 4.2.3 后處理部分58-59
• 4.2.4 仿真結(jié)果的分析59-60
• 4.3 粘滯阻尼器仿真優(yōu)化60-64
• 4.3.1 粘滯阻尼器參數(shù)分析60-61
• 4.3.2 粘滯阻尼器優(yōu)化仿真61-63
• 4.3.3 仿真結(jié)果分析63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-72

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