被动变阻尼装置有限元分析、优化设计与试验验证

被动变阻尼装置具有输出可变阻尼力且不需提供能源的特点,其变阻尼性能已被试验验证。装置可提供的最大阻尼力和出力过程与多项设计参数紧密关联,针对这两者的研究对该装置的工程应用具有重要意义。在前期被动变阻尼装置设计和试验的基础上,采用计算流体动力学的方法完成对装置有限元建模和试验验证,并对装置的主要设计参数进行了分析研究、优化设计和性能试验。有限元分析和试验结果表明：简化模型所得滞回曲线结果与试验结果吻合度较好,验证了所建模型和仿真方法的准确性;设计的不同阻尼阀交叉孔型阻尼系数的变化率不同,适用于不同的应用场景;对装置主要参数的组合分析得到相同条件下阻尼出力最大的优化组合,并通过试验验证了优化组合的有效性。所做研究为被动变阻尼装置的进一步开发与应用提供了良好的理论基础和试验依据。     

PVDD装置多参数性能试验与隔震新体系控制分析

为研究被动变阻尼装置（passive variable damping device,简称PVDD）耗能性能和出力过程与多项参数设计的关系,对装置的不同形状控制阀和预压力值进行了性能试验。结果表明：孔型对装置最大阻尼力和出力过程产生影响,不同阻尼孔形状组合后可实现装置宽幅值、多出力过程的设计输出;预压力值对变阻尼启动条件产生影响,装置启动前表现为普通黏滞阻尼器,启动后可实现变阻尼力输出。将PVDD与隔震支座组合为隔震新体系,针对9层Benchmark模型进行了不同孔型和预压力值下结构控制效果的数值计算分析。结果表明：隔震新体系具有更好的减震效果;不同孔型的装置对不同形式地震有不同的控制效果;初始预压力使速度响应控制范围整体向后平移,装置有效控制区间得到最大利用。该研究成果对PVDD的设计应用具有参考和指导作用。