形状记忆合金阻尼器在结构减振中的应用

介绍了形状记忆合金（SMA）的超弹性特性,简要讨论了形状记忆合金的超弹性效应在土木工程领域的应用以及形状记忆合金阻尼器的工作原理。应用OPENSEES软件对框架模型进行了振动试验分析。试验结果表明,形状记忆合金阻尼器具有显著的耗能性能,其在振动控制领域具有广阔的应用前景。     

工程结构的SMA超弹性减振技术及其应用研究

介绍了形状记忆合金 (SMA)超弹性减振技术的减振机理 ,研制一种性能良好的SMA超弹性阻尼器 ,介绍了其工作原理及性能测试试验结果。将该阻尼器安装在斜拉桥模型上 ,进行了斜拉桥模型振动试验。试验结果表明 ,该阻尼器的耗能效果明显 ,在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景     

大尺寸超弹性镍钛形状记忆合金螺旋弹簧滞回性能

利用2种镍钛形状记忆合金(SMA)研制了大尺寸超弹性螺旋弹簧,对其进行了单轴反复荷载作用下的滞回性能试验,研究了超弹性SMA螺旋弹簧的恢复力特性与耗能能力,分析了加载频率、位移幅值对2种SMA螺旋弹簧滞回曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和残余位移等力学性能参数的影响;采用刚弹性模型和Bouc-Wen模型,建立了适用于整体结构分析的SMA螺旋弹簧简化恢复力模型,并利用该模型进行了数值模拟。结果表明:超弹性SMA螺旋弹簧具有稳定的滞回曲线,且具有良好的复位性能和大变形能力,可用于结构自复位控制装置的研发;数值模拟结果与试验结果吻合较好,验证了简化恢复力模型的正确性。     

设置超弹性SMA阻尼器的框架结构地震反应分析

将超弹性形状记忆合金 (SMA)阻尼器应用于框架结构的被动控制中。给出了超弹性形状记忆合金简化的本构模型 ,建立了结构 -阻尼器体系的力学分析模型及其一般方程 ,通过模型结构在地震作用下的控制仿真分析和对比 ,验证了SMA阻尼器用于结构被动控制所具有良好的控制效果     

形状记忆合金基于Brinson模型的线性简化与分析

针对形状记忆合金(SMA)超弹性本构模型进行研究,基于已有的Brinson本构模型进行多段线性简化,推导SMA在单圈完全加卸载、单圈不完全加载-卸载和多圈不完全加载-不完全卸载线性模型的计算公式;运用Matlab编写出多段线性模型代码用于数值模拟。通过原Brinson模型模拟与简化后的多段线性模型模拟的对比与分析,并结合已有的试验数据,分析应变幅值、温度参数对SMA超弹性耗能的影响,验证多段线性模型在简单的形状记忆合金超弹性性能的分析的可行性。     

含SMA拉索的点支式幕墙体系动力分析

根据Brisonde唯相理论 ,修正了现有的SMA分段线性化本构模型。基于SMA材料的特点 ,提出了装有SMA预应力拉索的点支式玻璃幕墙支撑体系的结构形式 ,建立其动力方程 ,利用SMA材料独特的相变伪弹性耗散地震能量。通过对装有SMA拉索和普通拉索的地震响应对照分析 ,检验了SMA材料的振动控制效果。算例分析结果表明 :在幕墙支撑体系中应用SMA拉索可以削弱地震作用。     

形状记忆合金在结构振动控制中的应用研究

基于Ti-51at%Ni形状记忆合金(SMA)丝材料性能试验,以结构振动控制理论为依据,针对框架结构剪切型变形的特点,在框架柱反弯点附近设置SMA被动拉索控制装置,分析其控制原理和规律,利用有限元软件检验其控制效果。结果表明,在柱反弯点处设置SMA被动拉索控制装置可对结构地震响应进行有效控制,因此在结构振动控制中具有广阔的应用前景。     

应用新型SMA阻尼器的单层框架结构地震响应控制

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性滞回耗能特性,设计了一种新型的SMA阻尼器,以单层框架结构为模型,将该SMA阻尼器安装到结构的不同位置,通过大型有限元软件ANSYS进行模拟分析,比较了SMA阻尼器在不同位置时的减震效果。分析结果证明,安装本文设计的新型SMA阻尼器可以有效地减小结构的地震反应,为SMA阻尼器被动控制系统在结构抗震中的实际应用和设计提供借鉴。     

新型SMA阻尼器在古塔抗震监测中的应用

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性滞回耗能特性,设计出一种适合古塔抗震监测的新型SMA阻尼器,通过从试验得出的SMA阻尼器恢复力公式,建立SMA阻尼器电阻特性简化模型,得出其器恢复力和SMA丝电阻之间的关系,再通过安装了SMA阻尼器的受控古塔结构运动方程,算出古塔每个质点的位移,从而判断古塔在地震中的震害情况,实现对古塔的健康监测,为古塔等类似古建筑结构的抗震加固和健康监测提供借鉴。     

形状记忆合金阻尼器应用于某框架结构中的抗震仿真分析

对超弹性形状记忆合金(SMA)简化的本构模型做了介绍,设计了一种单拉式SMA阻尼器,将其应用于框架结构中,并利用ANSYS软件对框架模型结构进行地震作用下的有限元仿真分析。结果表明,将SMA阻尼器用于框架结构中具有很好的减震效果。此阻尼器对其他建筑物的减震亦有重要的参考意义。     

SMA复合摩擦阻尼器在网架结构中的减振效果分析

将SMA复合摩擦阻尼器用作空间网架结构的耗能减振装置,探讨了其在空间结构中的减振控制分析方法。介绍了SMA复合摩擦阻尼器的工作原理和理论模型,建立了网架结构减振控制的运动方程。地震作用下某网架结构减振控制的数值模拟结果表明,SMA复合摩擦阻尼器可有效降低结构地震响应,较之纯摩擦阻尼器和纯SMA阻尼器,减振效果更为优良。     

基于SMA装置的框架-受控摇摆墙结构抗震性能试验研究

该文提出一种新型的框架-受控摇摆墙结构实现形式,由SMA装置代替传统的预应力筋实现摇摆墙体的受控约束,在墙体与基础之间安装V形铰接支座实现墙体的摇摆及提供竖向支撑,并在墙体与框架柱间安装耗能连接件增强摇摆结构的耗能能力。通过一个对比框架试件和一个基于SMA装置的框架-受控摇摆墙试件的低周往复试验,对比研究所提出的新型结构形式的抗震性能、破坏模式和自复位特性。试验结果表明：基于SMA装置的框架-受控摇摆墙结构的刚度和承载能力得到显著提高,提高幅度分别达到150%和103%;耗能连接件有效地发挥延性变形特性,使结构的滞回耗能能力显著提高,提高幅度达到183%,有效地减轻主体结构梁端、柱端以及梁柱节点区的损伤;所研发的SMA装置有效地实现了预设的工作机制,为摇摆墙体的自复位提供了恢复力;摇摆墙、耗能连接件和SMA装置的参数匹配还需进一步深入研究。     

形状记忆合金拉索被动控制结构地震响应分析

根据形状记忆合金(SMA)材料的热力学特性,提出了装有SMA拉索,利用其独特的相变伪弹性性能被动控制建筑结构地震响应的力学分析和计算模型,讨论了这种全新功能材料在结构抗震控制中的应用.通过有控结构与无控结构的地震响应分析,检验了SMA被动拉索的被动控制效果,探讨了其控制机理和规律.研究结果表明,SMA被动拉索不仅可以有效地减小和抑制结构的地震响应,而且性能可靠,构造简单,自适应能力强,因此在结构抗震控制中具有广阔的应用前景.     

采用粘滞流体阻尼器的工程结构减振设计研究

本文在对不同结构构造的粘滞流体阻尼器的耗能原理进行分析研究的基础上,研制了一种性能良好的阻尼器──双出杆型粘滞流体阻尼器(专利号ZL00219648.4)。试验研究表明,研制的流体阻尼器是一种无刚度的速度相关型阻尼器,阻尼器的阻尼力与活塞的运动速度近似呈线性关系。介绍了工程结构采用粘滞流体阻尼器的减振设计原理,对一栋框架结构建筑进行了减振计算。计算表明,流体阻尼器可有效地降低结构的振动反应,是一种性能良好的消能减振装置。     

减轻框架结构地震反应的新型消能减震装置

首先,提出了一种减轻框架结构地震反应的新型消能减震装置,在底层框架柱的反弯点下方设置锚固装置,通过锚固装置把钢索、SMA拉索与框架连接起来,并将钢索和SMA拉索锚固在基础上.随后,对该方法进行了理论研究,提出了计算钢索和SMA索变形的公式.最后,通过算例进行地震反应时程分析.研究表明,该装置能够有效地控制结构的位移反应和加速度反应以及耗散输入结构的地震能量,在减轻框架结构地震反应方面具有一定的工程应用价值和前景.     

SMA阻尼器设计及框架结构地震反应控制分析

采用SMA(Shape Memory Alloy)旗帜型恢复力模型,深入分析了预变形、超弹性拉伸位移、刚度和长度4个参数对SMA阻尼器耗能系数的影响规律;分别建立了预变形、拉伸位移与耗能系数的关系式,并提出SMA阻尼器刚度和长度的确定方法.在分析结果的基础上,设计了一种新型超弹性SMA阻尼器.为了验证SMA阻尼器的减震...     

自复位SMA支撑的滞回性能与简化力学模型

基于形状记忆合金（SMA）的超弹性和扩孔型螺栓连接的低摩擦滑移性能,提出一种自复位SMA支撑,主要由四块钢板、两个滑移螺杆、SMA丝材、丁基橡胶垫片、固定钢垫片和滑移钢垫片组成。对四个考虑不同SMA面积和滑移螺杆预拉力的自复位SMA支撑进行低周往复荷载试验,研究其滞回性能和耗能能力。采用ANSYS软件建立有限元模型,并通过试验数据对其进行验证,结果吻合良好。对9个考虑不同SMA面积、摩擦系数、SMA长度和螺杆预拉力的模型进行分析。结果表明：增大SMA面积可提高支撑的承载力和耗能能力、减小残余变形,增大摩擦系数和滑移螺杆预拉力可提高支撑的承载力、耗能能力和残余变形,增大SMA长度对支撑性能无明显影响。对比有限元与简化力学模型计算结果表明,两者的抗滑移承载力、最大恢复力和残余变形最大误差仅为6.89%、7.01%和5.60%,验证了该简化力学模型的准确性。