SMA復(fù)合型隔震橡膠支座力學(xué)性能及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-09 20:12
地震的發(fā)生對(duì)作為生命線(xiàn)的橋梁造成的損傷極大,我國(guó)有很多已建及在建的橋梁。鑒于橋梁的良好發(fā)展,如何提高并評(píng)估橋梁的抗震能力具有重要的意義。為了優(yōu)化橋梁的抗震性能,利用形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)和超彈性效應(yīng),將其與LRB相結(jié)合形成一種復(fù)合型隔震橡膠支座,并將該種新型支座應(yīng)用于隔震連續(xù)梁橋中。本文的研究主要包括以下內(nèi)容:(1)SMA-隔震橡膠支座力學(xué)性能的試驗(yàn)研究:先研究了SMA絲的力學(xué)性能,主要包括應(yīng)變幅值、加載速率及SMA絲直徑材質(zhì)的影響,并確定了其本構(gòu)模型及相關(guān)參數(shù);再對(duì)SMA-LNR及SMA-LRB進(jìn)行SMA絲不同布置方式、布置數(shù)量的力學(xué)性能試驗(yàn)研究并確定了其滯回性能曲線(xiàn),同時(shí)對(duì)兩種支座與未配置SMA絲的支座進(jìn)行力學(xué)性能參數(shù)的對(duì)比分析,結(jié)果表明雙線(xiàn)交叉布置方式比單線(xiàn)交叉布置方式能夠作出更大的貢獻(xiàn),與隔震橡膠支座相比復(fù)合型隔震橡膠支座具有更好的性能。(2)SMA-隔震橡膠支座的有限元模擬:先采用有限元軟件ANSYS對(duì)SMA、LNR和LRB進(jìn)行模擬并對(duì)模擬方法的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證;再將隔震橡膠支座和SMA模擬的本構(gòu)模型進(jìn)行疊加得到復(fù)合支座的模型并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了本構(gòu)模型的正確性;最...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
橋梁支座的破壞
(c)SMA-隔震橡膠支座布置示意圖 圖 1-2 SMA 本構(gòu)模型及 自 20 世紀(jì) 90 年代初以來(lái),國(guó)外對(duì) SM年 Alam[20]等人對(duì)比研究了地震動(dòng)下分別采隔震橡膠支座(SRB)的一座三跨連續(xù)梁采用 HDR 的橋梁主梁震后殘余變形大于用 HDR 的橋梁的主梁加速度、支座變形和年 Hedayati Dezfuli[21]等人提出了一種采用天然隔震橡膠支座,其中 SMA 絲分別采支座上(如圖 1-3 所示),并采用有限元軟結(jié)果表明 FeNiCuAlTaB 材質(zhì)的 SMA 絲的大的剪切位移;兩種 SMA 絲布置的 SMA自復(fù)位能力具有改善的效果。2015 年 Hed
應(yīng)變幅值 6%,進(jìn)行相同直徑不同材料、同種材料不同直徑的對(duì)比;(5)在加載速率為 6mm/min、應(yīng)變幅值為 6%的條件下,對(duì)各種材質(zhì)直徑的 SMA絲進(jìn)行拉斷試驗(yàn)。表 2-1 試件材料特性種類(lèi)直徑(mm)上平臺(tái)應(yīng)力(MPa)≥400抗拉強(qiáng)度(MPa)≥550相變溫度(℃)Ti-50.0t%Ni 2.5 349.5 1162.6 20Ti-50.9t%Ni 1.0 475 687 5Ti-50.9t%Ni 1.5 435 695 5Ti-50.9t%Ni 2.5 435 698 4NiTiCu 1.0 455 690 5NiTiCu 1.5 445 698 4NiTiCu 2.5 435 692 4
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]形狀記憶智能復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 蔣建軍,胡毅,陳星,王林文,任恩毅,高新宇,鄧國(guó)力. 材料工程. 2018(08)
[2]Ti-Ni基形狀記憶合金的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馮輝,賀志榮,劉康凱,杜雨青,冀榮耀. 鑄造技術(shù). 2018(06)
[3]SMA鉛芯橡膠支座在墩底隔震橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 關(guān)青鋒,李鳳影,潘啟明,孫培揚(yáng),陳逸彬. 工程建設(shè). 2018(06)
[4]NiTi形狀記憶合金絲力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 張明明,王社良,張世民,楊濤,袁磊. 力學(xué)季刊. 2016(04)
[5]SMA-疊層橡膠復(fù)合隔震支座耗能能力的影響因素研究[J]. 王錦力,牟善鑫,劉海卿. 地震研究. 2017(01)
[6]基于云圖法的規(guī)則橋梁概率地震需求模型[J]. 馬海濱,卓衛(wèi)東,林杰,邢文杰,谷音,孫穎. 工程力學(xué). 2016(S1)
[7]橋梁概率地震需求分析中的地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)選擇研究[J]. 陳敏. 工程與建設(shè). 2016(03)
[8]基于概率地震需求模型的隔震橋梁易損性對(duì)比[J]. 何雙,趙桂峰,馬玉宏,崔杰,謝禮立. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(06)
[9]減隔震支座在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 張剛衛(wèi). 山西建筑. 2014(31)
[10]基于概率性地震需求模型的橋梁易損性分析[J]. 鄭凱鋒,陳力波,莊衛(wèi)林,馬洪生,張建經(jīng). 工程力學(xué). 2013(05)
碩士論文
[1]SMA-疊層橡膠支座低周往復(fù)荷載試驗(yàn)及其在近斷層橋梁減隔震中的應(yīng)用研究[D]. 郭大偉.東南大學(xué) 2016
[2]新型SMA橡膠隔震支座性能及在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的研究[D]. 譚彥.廣州大學(xué) 2015
[3]強(qiáng)震下基于SMA智能隔震支座的結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制研究[D]. 楊海東.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[4]SMA絞線(xiàn)復(fù)合支座的設(shè)計(jì)及其橋梁隔震效果分析[D]. 楊潔.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012
[5]減震橋梁與非減震橋梁的對(duì)比分析[D]. 馬穎.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
[6]新型SMA橡膠支座及在橋梁結(jié)構(gòu)中的隔震研究[D]. 孫宏俊.北京工業(yè)大學(xué) 2006
[7]SMA—橡膠復(fù)合支座在大跨空間結(jié)構(gòu)中的隔震研究[D]. 周乾.北京工業(yè)大學(xué) 2003
本文編號(hào):3426938
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
橋梁支座的破壞
(c)SMA-隔震橡膠支座布置示意圖 圖 1-2 SMA 本構(gòu)模型及 自 20 世紀(jì) 90 年代初以來(lái),國(guó)外對(duì) SM年 Alam[20]等人對(duì)比研究了地震動(dòng)下分別采隔震橡膠支座(SRB)的一座三跨連續(xù)梁采用 HDR 的橋梁主梁震后殘余變形大于用 HDR 的橋梁的主梁加速度、支座變形和年 Hedayati Dezfuli[21]等人提出了一種采用天然隔震橡膠支座,其中 SMA 絲分別采支座上(如圖 1-3 所示),并采用有限元軟結(jié)果表明 FeNiCuAlTaB 材質(zhì)的 SMA 絲的大的剪切位移;兩種 SMA 絲布置的 SMA自復(fù)位能力具有改善的效果。2015 年 Hed
應(yīng)變幅值 6%,進(jìn)行相同直徑不同材料、同種材料不同直徑的對(duì)比;(5)在加載速率為 6mm/min、應(yīng)變幅值為 6%的條件下,對(duì)各種材質(zhì)直徑的 SMA絲進(jìn)行拉斷試驗(yàn)。表 2-1 試件材料特性種類(lèi)直徑(mm)上平臺(tái)應(yīng)力(MPa)≥400抗拉強(qiáng)度(MPa)≥550相變溫度(℃)Ti-50.0t%Ni 2.5 349.5 1162.6 20Ti-50.9t%Ni 1.0 475 687 5Ti-50.9t%Ni 1.5 435 695 5Ti-50.9t%Ni 2.5 435 698 4NiTiCu 1.0 455 690 5NiTiCu 1.5 445 698 4NiTiCu 2.5 435 692 4
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]形狀記憶智能復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 蔣建軍,胡毅,陳星,王林文,任恩毅,高新宇,鄧國(guó)力. 材料工程. 2018(08)
[2]Ti-Ni基形狀記憶合金的特性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馮輝,賀志榮,劉康凱,杜雨青,冀榮耀. 鑄造技術(shù). 2018(06)
[3]SMA鉛芯橡膠支座在墩底隔震橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 關(guān)青鋒,李鳳影,潘啟明,孫培揚(yáng),陳逸彬. 工程建設(shè). 2018(06)
[4]NiTi形狀記憶合金絲力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 張明明,王社良,張世民,楊濤,袁磊. 力學(xué)季刊. 2016(04)
[5]SMA-疊層橡膠復(fù)合隔震支座耗能能力的影響因素研究[J]. 王錦力,牟善鑫,劉海卿. 地震研究. 2017(01)
[6]基于云圖法的規(guī)則橋梁概率地震需求模型[J]. 馬海濱,卓衛(wèi)東,林杰,邢文杰,谷音,孫穎. 工程力學(xué). 2016(S1)
[7]橋梁概率地震需求分析中的地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)選擇研究[J]. 陳敏. 工程與建設(shè). 2016(03)
[8]基于概率地震需求模型的隔震橋梁易損性對(duì)比[J]. 何雙,趙桂峰,馬玉宏,崔杰,謝禮立. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(06)
[9]減隔震支座在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 張剛衛(wèi). 山西建筑. 2014(31)
[10]基于概率性地震需求模型的橋梁易損性分析[J]. 鄭凱鋒,陳力波,莊衛(wèi)林,馬洪生,張建經(jīng). 工程力學(xué). 2013(05)
碩士論文
[1]SMA-疊層橡膠支座低周往復(fù)荷載試驗(yàn)及其在近斷層橋梁減隔震中的應(yīng)用研究[D]. 郭大偉.東南大學(xué) 2016
[2]新型SMA橡膠隔震支座性能及在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的研究[D]. 譚彥.廣州大學(xué) 2015
[3]強(qiáng)震下基于SMA智能隔震支座的結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制研究[D]. 楊海東.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[4]SMA絞線(xiàn)復(fù)合支座的設(shè)計(jì)及其橋梁隔震效果分析[D]. 楊潔.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012
[5]減震橋梁與非減震橋梁的對(duì)比分析[D]. 馬穎.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
[6]新型SMA橡膠支座及在橋梁結(jié)構(gòu)中的隔震研究[D]. 孫宏俊.北京工業(yè)大學(xué) 2006
[7]SMA—橡膠復(fù)合支座在大跨空間結(jié)構(gòu)中的隔震研究[D]. 周乾.北京工業(yè)大學(xué) 2003
本文編號(hào):3426938
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