考虑流固耦合的斜拉管桥结构压电阻尼减震控制研究

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作者 代建波 马祥祥 +1 位作者 汪浩 刘冬 《水利与建筑工程学报》 2025年第1期7-15,共9页

为减小流固耦合的斜拉管桥结构的地震响应,基于压电陶瓷的逆压电效应等特点,设计了一种新型压电摩擦阻尼器,并以某单塔双跨多索双管道斜拉管桥为例,建立考虑流固耦合的斜拉管桥结构有限元模型,探讨阻尼器在斜拉管桥结构中的最优安装位... 为减小流固耦合的斜拉管桥结构的地震响应,基于压电陶瓷的逆压电效应等特点,设计了一种新型压电摩擦阻尼器,并以某单塔双跨多索双管道斜拉管桥为例,建立考虑流固耦合的斜拉管桥结构有限元模型,探讨阻尼器在斜拉管桥结构中的最优安装位置及减震控制效果。结果表明:设计的新型压电变摩擦阻尼器具有良好的工作性能,阻尼力与驱动电压之间呈现较好的线性关系,建立的阻尼力-驱动电压本构模型可以用于管桥结构的压电减震控制;阻尼索在算例斜拉管桥上的最佳减震效果安装位置L为42.875 m,对应的阻尼器最佳倾斜角为41.4°;压电阻尼器在最佳安装位置,阻尼系数为50 kN·s/m时,管桥结构的位移控制效果为13.5%,加速度控制效果为33.9%。随着阻尼系数的增大,明显提高了减震效果。 展开更多

关键词 斜拉管桥结构 压电变摩擦阻尼器 流固耦合 减震率 减震控制

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弹簧-坡面变摩擦阻尼器参数研究

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作者 刘正欢 潘文 +2 位作者 双超 周畅 李媛 《科技通报》 2024年第3期64-70,共7页

本文是针对变摩擦阻尼器无系统研究方法及具体规范的支撑。通过理论推导得出单自由度体系在谐振激励下结构位移、耗能比计算公式并确定摩擦系数、坡面长度、坡度和碟簧刚度等为影响弹簧-坡面变摩擦阻尼器力学性能的重要参数,采用自编程... 本文是针对变摩擦阻尼器无系统研究方法及具体规范的支撑。通过理论推导得出单自由度体系在谐振激励下结构位移、耗能比计算公式并确定摩擦系数、坡面长度、坡度和碟簧刚度等为影响弹簧-坡面变摩擦阻尼器力学性能的重要参数,采用自编程序对弹簧-坡面变摩擦阻尼器进行参数分析,研究结果发现:(1)弹簧-坡面变摩擦阻尼器摩擦系数宜取0.5以上;(2)宜适当增加坡面长度且平面段长度宜小于结构屈服位移;(3)当弹簧-坡面变摩擦阻尼器耗能不足时,宜优先考虑增大坡度;(4)当增大坡度仍无法满足弹簧-坡面变摩擦阻尼器耗能需求时,可考虑增大碟簧刚度。研究结果为实际工程应用中弹簧-坡面变摩擦阻尼器参数确定提供参考。 展开更多

关键词 弹簧-坡面变摩擦阻尼器 参数分析 耗能比 有限元分析 单自由度体系

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一种新型金属变摩擦耗能器的研发与应用 被引量：15

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作者 李华 张忠恩 汤二枚 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期459-462,共4页

基于被动控制理论,提出一种新型的金属变摩擦耗能阻尼器。通过改变金属摩擦面的摩擦面积,使摩擦系数具有随位移改变而变化的特性。在金属摩擦学理论的基础上,建立了金属变摩擦耗能器的阻尼力计算模型与产品的开发。理论计算与实验数据表... 基于被动控制理论,提出一种新型的金属变摩擦耗能阻尼器。通过改变金属摩擦面的摩擦面积,使摩擦系数具有随位移改变而变化的特性。在金属摩擦学理论的基础上,建立了金属变摩擦耗能器的阻尼力计算模型与产品的开发。理论计算与实验数据表明:新型金属变摩擦耗能器的减震性能显著优于常规阻尼器,避免了传统阻尼装置(如油阻尼器)存在的造价高、维护复杂、易漏油的问题;克服了常规摩擦耗能器不能在不同大小荷载作用下保持同样控制效果的缺点,能做到抗震耗能器在不同荷载下保持很好的抗震效果,真正做到"小震小位移少耗能,大震大位移多耗能"的智能控制。 展开更多

关键词 变摩擦 摩擦耗能器 金属耗能器 摩擦系数 变刚度

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管式变摩擦阻尼器的减振性能试验与数值模拟 被引量：24

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作者 彭凌云 周锡元 闫维明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期12-16,25,共6页

提出一种具有变刚度特征的管式变摩擦阻尼器,该阻尼器的主要部件包括套筒和装于其内并可来回移动的摩擦环。摩擦环外径略大于套筒内径,当摩擦环装入套筒后将产生装配应力,因而当摩擦环左右移动时接触面上将产生摩擦力。变摩擦的功能是... 提出一种具有变刚度特征的管式变摩擦阻尼器,该阻尼器的主要部件包括套筒和装于其内并可来回移动的摩擦环。摩擦环外径略大于套筒内径,当摩擦环装入套筒后将产生装配应力,因而当摩擦环左右移动时接触面上将产生摩擦力。变摩擦的功能是通过在套筒壁中摩擦环初始所在部位适当开缝的方式实现的。由于在套筒壁中部开了缝,在其初始状态阻尼器套筒对内环几乎没有约束应力,这样在非工作状态套筒与内环之间的摩擦力就很小了。研究表明,在结构中安装这类变摩擦阻尼器以后,可以使得系统具有半主动变刚度的特征:即在结构偏离平衡位置时,阻尼器的套筒提供越来越大的围束力,导致套筒和内部摩擦环之间产生越来越大的摩擦力,从而能阻止结构位移增加;在结构返回平衡位置时,阻尼器提供反向摩擦力,其幅值逐渐减小,使结构在复位过程中振动速度得到抑制。对此种被动变摩擦阻尼器的性能试验和有限元数值模拟都证明在工程结构中应用该阻尼器能够达到主动变刚度控制效果,装置非常简单,而变刚度控制系统则是需要计算机和伺服反馈阻尼器支持的。由于该阻尼器构造简单,出力大,价格低廉,能够适应各种结构和机械工程减振控制的需求,因此具有很好的推广应用前景。 展开更多

关键词 变摩擦阻尼器 性能试验 有限元分析 变刚度

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双行程可变阻尼力摩擦阻尼器的特性 被引量：4

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作者 张蓬勃 潘毅 +1 位作者 赵世春 孙玉平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期946-952,共7页

为了提高结构在不同水平荷载作用下的使用舒适性和安全性,设计了双行程阻尼力可变剪切型摩擦阻尼器,在不同加载路径和摩擦面压力条件下,将4组1∶1比例试件进行拟动力加载试验.高低阻尼力的大小通过连接螺栓预紧力的大小设定.试验结果表... 为了提高结构在不同水平荷载作用下的使用舒适性和安全性,设计了双行程阻尼力可变剪切型摩擦阻尼器,在不同加载路径和摩擦面压力条件下,将4组1∶1比例试件进行拟动力加载试验.高低阻尼力的大小通过连接螺栓预紧力的大小设定.试验结果表明:阻尼器能够提供高低两种阻尼力,在小振幅阶段以低阻尼力工作,在大振幅阶段以高阻尼力工作.从低阻尼力向高阻尼力切换时,阻尼力的变化形式依赖于加载路径和运动副的间隙.铝板和钢板构成摩擦面的摩擦因数稳定. 展开更多

关键词 可变阻尼力 摩擦阻尼器 滞回特性 行程

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T型压电变摩擦阻尼器性能试验与分析 被引量：8

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作者 杨飏 欧进萍 刘光聪 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第5期580-582,共3页

结合压电陶瓷驱动器和T型金属摩擦阻尼器的特点,提出了T型压电变摩擦阻尼器及其三种阻尼力模型.其次,设计并制作了最大阻尼力450 N、阻尼力可调倍数2.5～3倍的T型压电变摩擦阻尼器模型,并进行了可调阻尼力性能实验,得到了输入电压分别... 结合压电陶瓷驱动器和T型金属摩擦阻尼器的特点,提出了T型压电变摩擦阻尼器及其三种阻尼力模型.其次,设计并制作了最大阻尼力450 N、阻尼力可调倍数2.5～3倍的T型压电变摩擦阻尼器模型,并进行了可调阻尼力性能实验,得到了输入电压分别为常电压、位移和速度相关形变电压的阻尼力滞回曲线,试验结果与理论分析较吻合. 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器 T型摩擦阻尼器 可调阻尼力 性能试验

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具有复阻尼特征板式变摩擦阻尼器滞回性能研究 被引量：13

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作者 彭凌云 常健 +1 位作者 苏经宇 秦丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期189-195,共7页

为使减震装置具有复阻尼特征,提出一种板式变摩擦阻尼器。基于静力平衡条件推导了根据阻尼器几何、物理参数确定其滞回模型的理论公式,采用非线性有限元对阻尼器在静力往复作用下的滞回曲线进行了模拟,通过低周往复试验进行了阻尼器滞... 为使减震装置具有复阻尼特征,提出一种板式变摩擦阻尼器。基于静力平衡条件推导了根据阻尼器几何、物理参数确定其滞回模型的理论公式,采用非线性有限元对阻尼器在静力往复作用下的滞回曲线进行了模拟,通过低周往复试验进行了阻尼器滞回性能试验研究,基于上述方法对影响滞回性能的关键参数进行了研究。研究结果:该阻尼器的滞回曲线为位于一、三象限、关于原点对称的三角形,理论公式和数值模拟得到的滞回曲线与试验数据吻合得较好,影响阻尼器滞回性能的关键因素是弹簧刚度、2个摩擦因素和1个角度。结果表明该阻尼器的滞回曲线具有明显的复阻尼特征,滞回模型的理论公式和数值模拟结果可用于指导此类阻尼器的设计。 展开更多

关键词 复阻尼 变摩擦阻尼器 理论公式 性能试验 数值模拟

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基于新型压电陶瓷管状驱动器的变摩擦阻尼器动态力学性能 被引量：3

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作者 樊禹江 王社良 曹文华 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期50-54,67,共6页

基于ANSYS有限元软件,结合压电材料的物理特性对新型压电陶瓷管状驱动器的驱动性能进行了仿真,获得了其最大位移、出力及响应频率特性参数,结果表明该驱动器适用于结构振动控制装置的研发;利用上述新型驱动器,提出了一种可实时调节摩擦... 基于ANSYS有限元软件,结合压电材料的物理特性对新型压电陶瓷管状驱动器的驱动性能进行了仿真,获得了其最大位移、出力及响应频率特性参数,结果表明该驱动器适用于结构振动控制装置的研发;利用上述新型驱动器,提出了一种可实时调节摩擦力的智能阻尼器,并对其进行了相关动态力学性能分析,获得了其正弦简谐作用下的本构关系及相应循环一周所消耗能量的计算公式。 展开更多

关键词 新型压电陶瓷管状驱动器 驱动性能 变摩擦阻尼器 动态力学性能

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基于自复位变摩擦阻尼器的结构减震控制 被引量：2

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作者 高毅超 梅真 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期820-828,共9页

目的针对常摩擦力摩擦阻尼器不能根据结构反应实时调整滑动摩擦力、导致减振效果不稳定的问题,研发一种自复位变摩擦阻尼器.方法基于库仑摩擦定律建立自复位变摩擦阻尼器的恢复力模型,通过对设置以及未设置阻尼器的结构分别进行确定性... 目的针对常摩擦力摩擦阻尼器不能根据结构反应实时调整滑动摩擦力、导致减振效果不稳定的问题,研发一种自复位变摩擦阻尼器.方法基于库仑摩擦定律建立自复位变摩擦阻尼器的恢复力模型,通过对设置以及未设置阻尼器的结构分别进行确定性及随机地震反应分析,研究该阻尼器的减振效果.结果确定性地震动作用下,自复位变摩擦阻尼器能够有效减小结构的层间位移反应,而绝对加速度反应通常有所增大;随机地震动作用下,自复位变摩擦阻尼器能明显减小无控时层间位移较大楼层的位移反应,多数楼层绝对加速度均方根值的均值和标准差有所减小,而楼层绝对加速度峰值大多增大.结论自复位变摩擦阻尼器能明显降低结构的位移反应,且位移控制效果基本上不随输入地震动加速度峰值的变化而改变,但受控结构的加速度反应通常较无控结构有一定增大. 展开更多

关键词 摩擦阻尼器 变摩擦力 减振 地震动

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木质变摩擦阻尼器滞回性能的试验研究与理论分析 被引量：2

10

作者 谢启芳 张毅 +2 位作者 魏荣 李胜英 郭宝生 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期123-128,136,共7页

基于对摩擦阻尼器材料及构造的改进,研制了一种木质变摩擦阻尼器。对9个不同参数的木质变摩擦阻尼器试件进行了低周反复荷载试验,研究了阻尼器的滞回性能,分析了摩擦块的坡度、螺栓预紧力等因素对阻尼器耗能性能的影响。根据木质变摩擦... 基于对摩擦阻尼器材料及构造的改进,研制了一种木质变摩擦阻尼器。对9个不同参数的木质变摩擦阻尼器试件进行了低周反复荷载试验,研究了阻尼器的滞回性能,分析了摩擦块的坡度、螺栓预紧力等因素对阻尼器耗能性能的影响。根据木质变摩擦阻尼器的构造特点及工作原理,建立了其力学分析模型,确定了适用于该摩擦阻尼器的滞回规则和相应的滞回模型,并利用试验数据对滞回模型进行了验证。研究结果表明:木质变摩擦阻尼器的输出力在大变形时显著提升,滞回曲线较为饱满,具有分阶段耗能的特点,表现出稳定且良好的耗能性能;木质变摩擦阻尼器的耗能能力与木质摩擦块坡度和螺栓预紧力呈正相关。建立的滞回模型能较准确地反映木质变摩擦阻尼器的工作性能,理论与试验滞回曲线吻合较好。 展开更多

关键词 木质摩擦阻尼器 变摩擦 滞回模型 低周反复荷载试验

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压电变摩擦阻尼器阻尼力力学模型的分析研究 被引量：1

11

作者 相军 《工程建设与设计》 2008年第8期21-26,共6页

设计制作了一款新型压电变摩擦阻尼器,并对其摩擦面的正压力分布进行了研究。由于运用现有知识无法求出解析解,提出了假想正压力分布函数,并运用有限元分析软件对其正压力分布情况进行了模拟。根据模拟结果对假想模型进行了分析,提出只... 设计制作了一款新型压电变摩擦阻尼器,并对其摩擦面的正压力分布进行了研究。由于运用现有知识无法求出解析解,提出了假想正压力分布函数,并运用有限元分析软件对其正压力分布情况进行了模拟。根据模拟结果对假想模型进行了分析,提出只有在特定条件下假想模型才能够满足误差要求,并根据分析结果建立了压电变摩擦阻尼器阻尼力力学模型。 展开更多

关键词 压电变摩擦阻尼器 正压力假想模型 模拟

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偏心轮叠层摩擦阻尼器的滞回性能研究

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作者 白国廷 彭凌云 康迎杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期64-70,共7页

为解决常规摩擦阻尼器过大压力导致的一系列问题,设计一种新型偏心轮叠层摩擦阻尼器。该阻尼器以并联多层叠加的摩擦面的方法,实现在较小摩擦界面正压力条件下获得目标摩擦阻尼力的目的;设置偏心轮加压装置,使得阻尼器实现变摩擦功能,... 为解决常规摩擦阻尼器过大压力导致的一系列问题,设计一种新型偏心轮叠层摩擦阻尼器。该阻尼器以并联多层叠加的摩擦面的方法,实现在较小摩擦界面正压力条件下获得目标摩擦阻尼力的目的;设置偏心轮加压装置,使得阻尼器实现变摩擦功能,且阻尼器摩擦面在服役期间的待命阶段的预压力为0,以提高阻尼器的可靠性,进一步解决过大压力的问题。通过往复加载试验对该阻尼器的性能进行了研究,获得了偏心轮叠层摩擦阻尼器阻尼力与位移的关系,并对偏心轮叠层摩擦阻尼器力学性能进行了有限元分析。结果表明:阻尼器摩擦板的叠层设计能够有效放大了摩擦阻尼力;偏心轮叠层摩擦阻尼器可以提供变摩擦滞回曲线,理论公式、有限元模拟结果与试验结果吻合较好,可作为该阻尼器设计的参考依据。 展开更多

关键词 摩擦阻尼器 变摩擦 往复加载试验 有限元模拟

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