新型高阻尼黏弹性阻尼器性能试验研究

设计制作3个高阻尼黏弹性阻尼器,对其进行变形相关性和频率相关性的性能试验、疲劳性能试验及老化性能试验,以最大剪应力、存储剪切模量和等效黏滞阻尼比为指标研究阻尼器的性能规律,采用通用Bouc-Wen计算模型模拟其滞回曲线,并对比模拟结果和试验结果。研究结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满、力学性能稳定,具有较强的耗能性能和大变形能力,抗疲劳性能和抗老化性能良好。变形对该新型高阻尼黏弹性阻尼器力学性能指标的影响明显,加载频率对其影响较小。Bouc-Wen模型的模拟结果与试验结果吻合良好。     

高阻尼黏弹性阻尼器性能与力学模型研究

对2个高阻尼黏弹性阻尼器进行不同应变幅值、加载频率下的力学性能试验和疲劳性能试验,研究试件在不同工况下的最大剪应力、存储剪切模量、损耗剪切模量和等效黏滞阻尼比等力学性能及其变化规律,提出五单元模型模拟黏弹性阻尼器的滞回性能。研究结果表明：黏弹性阻尼器滞回曲线饱满、稳定,具有较高的等效黏滞阻尼比,表现出良好的变形性能和耗能能力;黏弹性阻尼器力学性能与应变幅值的相关性明显,与加载频率相关性较小,抗疲劳性能较好;五单元模型模拟的滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好。     

NR/CIIR共混型黏弹性阻尼器力学性能试验研究

该文设计并制作了天然橡胶（NR）、氯化丁基橡胶（CIIR）1:1共混的共混型黏弹性阻尼器试件和各单组分材料的阻尼器试件,并分别对其进行了动态力学性能和疲劳性能试验研究,分析了不同阻尼器不同工况下的各力学性能指标的变化规律。结果表明：天然橡胶型阻尼器的耐疲劳性能较好,但阻尼和刚度小;氯化丁基橡胶型阻尼器阻尼和刚度大,但耐疲劳性能较差;共混型黏弹性阻尼器结合了二者的优点,与单组分黏弹性材料的阻尼器相比,其阻尼性能和疲劳耐久性能均有所改善。     

基于层间位移利用率法修正消能减震结构的附加阻尼EI北大核心CSCD

详细分析了悬臂墙式黏滞阻尼器层间位移利用率(阻尼器位移与楼层位移之比)中阻尼器位移的三个组成部分,即楼层位移、梁柱节点转动、悬臂墙自身变形所引起的阻尼器位移。推导了层间位移利用率与阻尼器布置位置和消能子结构梁柱刚度比两个参数之间的关系,并采用与这两个参数相关的修正函数来考虑仿真模拟中较为繁琐的阻尼器动刚度问题,得到实用的层间位移利用率计算公式。研究结果表明:层间位移利用率在阻尼器靠边布置时小于1,居中布置时大于1,且布置越接近梁跨中层间位移利用率越大;随着消能子结构梁柱刚度比的增大,层间位移利用率在阻尼器靠边布置时增加,居中布置时减小,即都更接近于1;层间位移利用率越大,达到同样期望附加阻尼比所需的附加阻尼越小,体现出更好的经济性。最后,通过工程实例充分地验证了该减震设计方法的正确性与实用性。     

基于Morris灵敏度分析的弹性-黏弹性层合板阻尼性能代理模型构建

以构建嵌入开孔阻尼层的弹性-黏弹性层合板阻尼性能代理模型从而加速阻尼优化过程为目标,分别应用摄动法和Morris方法分析层合板一阶模态阻尼比的参数灵敏度,筛选高敏感参数,并使用多项式响应面法对模型阻尼性能进行拟合,以构建代理模型;进一步预测新采样点层合板的模态阻尼比并计算其均方根误差,评价代理模型的代理性能.针对一嵌入...     

黏弹性阻尼器硅油中气泡的存在对其阻尼性能的影响

为了研究某型直升机尾传动轴组件黏弹性阻尼器硅油中存在气泡对其阻尼性能的影响,分别对两种阻尼器结构进行试验,其中一种阻尼器硅油胶囊中硅油存在一定长度的气泡,另一种基本上没有气泡。通过振动台对带轴承支座的两种结构阻尼器进行激振,比较了两种阻尼器结构在相同激励下耗散能量的能力。同时为模拟阻尼器在直升机上的实际工况条件,还比较了两种阻尼器结构耗散能量的能力随载荷变化的情况。研究结果表明,黏弹性阻尼器硅油中存在气泡将会降低其阻尼性能。     

用Ritz法分析复合材料夹杂黏弹性阻尼材料的应变能

分析了复合材料夹杂黏弹性阻尼材料组成的对称层合板的线性弯曲,其中夹杂的黏弹性阻尼材料作为各向同性材料处理,既考虑面内应变能又考虑横向切应力应变能,用Ritz法研究各应力分量的应变能。以四边夹紧为边界条件的方形板为例,计算并分析了复合材料层和黏弹性层的应变能以及复合结构的损耗因子。结果表明,复合材料层的面内应变能占主要地位,而黏弹性层中xz方向和yz方向的切应力应变能占主要地位。黏弹性层与复合材料层的弹性模量之间的差异对复合结构的损耗因子有重要影响。     

新型粘滞-弹性阻尼器的力学性能试验与理论研究

研制开发了一种新型粘滞-弹性阻尼器,对DS1~DS8八种不同型号的粘滞-弹性阻尼器进行了低周循环加载试验和抗低周疲劳性能试验研究,研究了新型粘滞-弹性阻尼器的耗能性能、参数相关性能和抗低周疲劳性能,基于Kelvin模型建立了粘滞-弹性阻尼器的恢复力模型,并对该模型进行了验证分析。研究结果表明:粘滞-弹性阻尼器具有良好的耗能性能和抗低周疲劳性能,工作性能稳定、密封性好;基于Kelvin模型建立的粘滞-弹性阻尼器的恢复力模型能够很好地反映阻尼器的实际受力情况,理论与试验滞回曲线吻合性良好;阻尼器能够同时附加刚度和阻尼,并可兼作限位保护装置,在动力或静力荷载作用下均能发挥作用。     

混合非线性黏弹性阻尼器非线性特征与力学模型研究

随着黏弹性材料的不断发展,出现了具有更大耗能能力和变形能力的新型黏弹性阻尼器,但同时不可避免的丧失了其线性特征。该文基于一种混合非线性黏弹性阻尼器,揭示了其多种非线性特征的来源及规律,并基于此提出和验证了能够全面考虑其非线性特征的力学模型。结果表明,该种混合非线性黏弹性阻尼器的非线性来源主要包括五方面：相位差非线性引起滞回曲线形状的改变、初次加载大应变速率引起的初始刚度、升温效应和疲劳性能引起的软化、马林斯效应导致的大应变幅值下的软化和捏拢效应导致的大应变幅值下的硬化。提出的力学模型数学表达简洁,能够呈现其多种非线性因素和规律,无需在不同工况下分别进行参数识别,与试验结果吻合良好,能够精确模拟其滞回行为。     

放大型黏滞阻尼墙的力学性能与试验研究

该文提出一种多杠杆并联的放大型黏滞阻尼墙,根据放大型黏滞阻尼墙的构造和受力特点,分析了放大装置的竖向提拉效应,提出了普通型和放大型黏滞阻尼墙的阻尼力及耗能理论公式,并对装置的变形和耗能进行了分析。设计制作3倍位移放大型装置黏滞阻尼墙和普通黏滞阻尼墙的试验模型,并在正弦波的作用下进行往复加载试验,分析不同试验工况下黏滞阻尼墙的滞回耗能曲线,并将理论曲线与试验曲线进行了对比,验证了力学模型的正确性。在相同位移下,放大型黏滞阻尼墙比普通阻尼墙滞回曲线更加饱满、耗能更为显著。最后以三层混凝土框架结构为计算模型进行减震分析,确认了考虑竖向提拉效应的放大型黏滞阻尼墙的减震效果。     

复合材料夹杂双层粘弹性材料的应变能和阻尼性能分析

分析了复合材料夹杂双层粘弹性阻尼材料组成的对称夹层板的线性弯曲,其中夹杂的粘弹性阻尼材料作为各向同性材料处理。既考虑面内应变能又考虑横向切应力应变能,用Ritz法研究各应力分量的应变能。以四边夹紧为边界条件的方板为例,计算并分析了复合材料层和粘弹性层的应变能以及复合结构的损耗因子。结果表明:复合材料层中的面内应变能占主要地位;粘弹性层中的xz方向和yz方向的切应力应变能较大;芯层的应变能很小。     

高阻尼木质陶瓷/MB15复合材料的制备及性能分析

由于高阻尼材料在防震减噪结构中有广泛的应用,为了获得阻尼性能和力学性能俱佳的材料,以木质陶瓷为浸渍载体用高温浸渍设备制备了木质陶瓷/MB15(以下简写为WCMs/MB15)复合材料,并对其微观结构、力学性能以及阻尼行为进行了研究。结果表明,WCMs/MB15复合材料浸渍效果良好,组织均匀且三维网络互穿结构明显,各项力学性能指标均明显提高。断口分析表明断裂机制为混合断裂。同时,复合材料的阻尼性能在木质陶瓷的基础上进一步改善并且随温度的升高而增加,随频率的增加而降低。组成相的阻尼以及位错阻尼可能是复合材料的室温阻尼机制,而高温阻尼机制以界面阻尼为主。     

粘弹性复合材料力学性能的细观研究

利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法研究了复合材料的粘弹性问题。通过时间域内的Laplace变换及对应性原理,将问题线性化,预报了颗粒增强复合材料的蠕变本构关系,给出了材料模量随时间、夹杂体积分数的变化规律,并与实验结果对照,吻合较好。      

自复位变阻尼耗能支撑的力学原理与性能研究

为解决现有自复位支撑起滑力大的问题,提出了一种新型自复位变阻尼耗能支撑。支撑采用组合碟簧提供复位能力,通过构造设计实现磁流变液变阻尼耗能。对其变阻尼特性进行了分析,建立了描述其滞回特性的恢复力模型,提出了基于性能需求的支撑设计边界条件。对支撑整体和阻尼耗能装置磁场进行了模拟,结果表明,支撑具有饱满的类旗型滞回曲线,起滑力小、无残余变形、拉压对称,能够兼顾不同振动强度下的性能需求,有效控制结构振动响应。分析了支撑设计参数对滞回性能的影响,为提高复位与耗能能力,设计时组合碟簧预压力应略大于初始阻尼力,同时应增大组合碟簧刚度、提高最大阻尼力、减小变阻尼区间。与现有自复位支撑相比,起滑力大幅降低、起滑刚度比增加,在相同自复位装置设计下等效粘滞阻尼比与最大承载力也有较大提高。     

新型自复位黏弹性阻尼支撑力学性能研究

提出了一种新型的自复位黏弹性阻尼支撑(self-centering viscoelastic damping brace,SCVEDB),该支撑利用形状记忆合金的拉伸变形和黏弹性材料的剪切变形共同耗散能量,同时利用形状记忆合金的超弹性特性复位。设计和加工了SCVEDB最基本的模型,对该支撑试件进行了循环往复荷载作用下的力学性能试验,研究了位移幅值、加载速率、SMA丝数量、黏弹性材料的厚度对其性能的影响,同时通过割线刚度、耗散能量、等效阻尼比、自复位比4个参数量化分析了SCVEDB的力学性能。对SMA丝进行了循环拉伸试验,利用OpenSees平台建立了SMA的材料本构数值模型,然后将其与模拟黏弹性材料的Bouc-Wen模型并联,建立了该支撑的力学模型,进而模拟了支撑的力学性能,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

高能球磨粉末冶金制备工艺对15%SiCp/2009Al复合材料性能的影响

采用高能球磨粉末冶金法制备了15%SiC_p/2009Al复合材料,研究了球磨转速、球磨时间、加热抽真空工艺、热压成型以及热挤压比对复合材料力学性能的影响。结果表明,球磨转速和时间、热压成型工艺是影响复合材料力学性能的重要因素。较长时间高转速球磨使SiC颗粒均匀分布,高温真空热压改善粉末之间的结合是获得高性能复合材料的关键。转速190 r/min、球磨6 h制备的复合粉末经高温真空热压、挤压后的复合材料SiC颗粒均匀分布,材料的抗拉强度高达650 MPa,延伸率大于5%。      

短纤维复合材料刚度特性的有限元随机能量法预报

本文基于能量等效原理,采用有限元法和随机统计试验的Monte-Carlo方法相结合的随机分析数值方法,提出了可用于短纤维复合材料刚度预报的有限元随机能量法.文中还以碳纤维/AG3合金、碳纤维/GA321合金和钢纤维/尿烷复合材料为例,用本文方法对其刚度特性进行理论预报,所得理论预报与试验值吻合很好,说明本文提出的分析模型和方法是有效的.     

预应力钢绞线高温力学性能试验研究

该文采用非接触式应变视频测量系统,开展了冷拉1860级钢绞线高温力学性能试验研究。基于试验测试的钢绞线高温应力-应变全过程曲线,建议了预应力钢结构用钢绞线的比例极限、弹性模量、名义屈服强度、断裂强度的高温折减系数以及高温应力-应变函数关系。试验结果表明,高强冷拉钢绞线高温下应力-应变全过程具有显著的应力强化阶段和颈缩阶段,1.25%应变下的高温名义屈服强度适用于高强冷拉钢绞线,钢绞线在高温下的捻度松弛效应对其高温力学性能存在影响。该研究成果进一步完善了预应力张拉钢结构用冷拉高强钢绞线高温下基本力学性能指标体系。     

新型旋转放大式黏弹性阻尼器性能试验研究

该文提出了一种新型旋转放大式黏弹性阻尼器,该阻尼器利用杠杆原理将梁柱节点处相对较小的转角变形成倍放大.通过放大转角变形,充分发挥阻尼器的耗能能力,可实现更理想的减震控制效果.介绍了阻尼器的基本构造及工作原理,并加工制作了实物模型;进而对其进行频率相关性、变形相关性以及疲劳性能加载试验,探究其最大阻尼力、等效剪切刚度、每...