本文關(guān)鍵詞：SMA阻尼器和粘滯阻尼器在減震中的應(yīng)用分析

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【摘要】：工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震,強(qiáng)風(fēng)等自然災(zāi)害的影響下都會出現(xiàn)裂縫而遭到不同程度的損壞,采用阻尼器作為結(jié)構(gòu)的減震裝置是一種簡單實(shí)用且便于施工的一種有效的振動控制方法。本文對比了一種粘滯阻尼器與一種新型的金屬屈服阻尼器-形狀記憶合金(Shape Memory Alloys,簡稱SMA)阻尼器在抗震方面各自的優(yōu)越性,并對這兩種阻尼器的抗震性能進(jìn)行對比分析。本文主要介紹了兩種阻尼器的基本構(gòu)造,減震原理和本構(gòu)模型,確定了阻尼器的主要各項(xiàng)參數(shù)和本構(gòu)模型中的受力關(guān)系式,討論了阻尼器的布置位置與布置方案對結(jié)構(gòu)抗震的影響。本文采用有限元軟件對一個(gè)四層框架工程實(shí)例建立了計(jì)算模型,對在結(jié)構(gòu)的相同位置安裝了不同阻尼器的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行模態(tài)分析與非線性時(shí)程分析,比較了幾種模型的各層的加速度與位移應(yīng)變大小,對其數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。得出粘滯阻尼器與SMA阻尼器對框架結(jié)構(gòu)在地震波作用下的減振效果,及阻尼器的布設(shè)位置對框架結(jié)構(gòu)減震效果的影響。分析所得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)SMA阻尼器的耗能效果更加優(yōu)異,特別是在地震荷載的低頻階段,SMA阻尼器對結(jié)構(gòu)振動時(shí)結(jié)構(gòu)的位移以及加速度的減弱效果更加理想。同時(shí)在地震荷載作用下,SMA阻尼器的力-位移曲線中也呈現(xiàn)出較好的滯回耗能特性與自復(fù)位特性。說明對本文所選工程實(shí)例設(shè)置SMA阻尼器能夠更加有效的提升結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【關(guān)鍵詞】：振動控制 SMA阻尼器 粘滯阻尼器 本構(gòu)模型 框架結(jié)構(gòu) 模態(tài)分析 時(shí)程分析
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU352.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 耗能減震理論10-12
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 SMA在國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)減震中的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 粘滯阻尼器在國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)減震中的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 研究內(nèi)容與研究方法15-17
• 第二章 粘滯阻尼器的介紹及其力學(xué)模型17-24
• 2.1 粘滯阻尼器的基本思想17
• 2.2 粘滯阻尼器裝置組成與減震原理17-18
• 2.3 粘滯阻尼器的粘滯材料與構(gòu)造形式18-19
• 2.3.1 單出桿阻尼器18-19
• 2.3.2 雙出桿粘滯阻尼器19
• 2.4 粘滯阻尼器的力學(xué)模型19-21
• 2.4.1 Maxwell模型19-21
• 2.5 粘滯阻尼器裝置的改進(jìn)21-22
• 2.5.1 大多數(shù)粘滯阻尼器的缺點(diǎn)21-22
• 2.5.2 對粘滯阻尼器的改進(jìn)22
• 2.6 粘滯阻尼器應(yīng)用中的優(yōu)勢與存在的問題22-24
• 第三章 對SMA阻尼器的介紹及其力學(xué)模型24-33
• 3.1 SMA材料的特性24-28
• 3.1.1 形狀記憶效應(yīng)24-26
• 3.1.2 超彈性26-27
• 3.1.3 高阻尼特性27
• 3.1.4 SMA材料及其特性數(shù)值27-28
• 3.2 SMA阻尼器的本構(gòu)模型與耗能分析28-31
• 3.2.1 Graesser本構(gòu)模型28-29
• 3.2.2 SMA的恢復(fù)力模型29-30
• 3.2.3 SMA裝置的構(gòu)造30-31
• 3.3 對SMA的應(yīng)用存在的一些問題31-33
• 第四章 計(jì)算模型的建立與模態(tài)分析33-46
• 4.1 工程概況33-34
• 4.2 阻尼器的布置34-35
• 4.2.1 布置位置的原則及布置方案34-35
• 4.2.2 阻尼器的布置形式35
• 4.3 選定阻尼器的幾何參數(shù)及阻尼器安裝位置的確定35-36
• 4.3.1 本工程阻尼器的位置的確定35
• 4.3.2 阻尼器的參數(shù)35-36
• 4.4 模型的建立36-38
• 4.4.1 建模的基本假定38
• 4.5 模態(tài)分析38-44
• 4.5.1 結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析39-42
• 4.5.2 結(jié)構(gòu)的振型與周期42-44
• 4.6 本章小結(jié)44-46
• 第五章 框架結(jié)構(gòu)的動力時(shí)程分析46-72
• 5.1 結(jié)構(gòu)抗震的減震原理46
• 5.2 結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣與阻尼矩陣46-47
• 5.2.1 質(zhì)量矩陣與剛度矩陣46-47
• 5.2.2 阻尼矩陣47
• 5.3 時(shí)程分析法介紹47-49
• 5.4 地震波的選取49-52
• 5.4.1 地震波的選取原則與調(diào)整49-51
• 5.4.2 本文所選地震波51-52
• 5.5 對結(jié)構(gòu)的位移時(shí)程曲線分析52-61
• 5.6 對結(jié)構(gòu)的加速度時(shí)程曲線分析61-70
• 5.7 本章小結(jié)70-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-75
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 致謝77-78
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78
• 個(gè)人簡歷78

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