位移放大型扭转阻尼器性能分析

为了加固梁柱节点、避免框架结构出现"弱节点"的破坏模式、提高框架结构整体的抗震和耗能能力,研制出一种具有自主知识产权的位移放大型扭转阻尼器(DATD),并对其进行数值分析和试验研究.首先,设计了18个具有不同参数的DATD,建立其有限元模型进行数值分析;随后,设计并制作了一个DATD,进行性能试验并与有限元分析结果对比.结果表明:DATD滞回曲线饱满,耗能能力强;有限元分析与性能试验的滞回曲线吻合较好,且随着加载位移的增加,两者间误差变小,因此可以采用建立的有限元模型来研究DATD的力学性能.最后,对DATD进行参数影响分析,研究了铅芯直径、铅芯距中轴距离、橡胶层直径、橡胶层厚度及橡胶剪切模量对其特征参数的影响,结果表明:DATD的屈服剪力、等效刚度、等效阻尼比及耗能系数随着铅芯直径增大而明显增大,随着铅芯距中轴距离的增大略有增大;随着橡胶层直径、橡胶剪切模量的增大,屈服剪力及等效刚度逐渐增大而耗能系数及等效阻尼比逐渐减小;4个特征参数均随着橡胶层厚度的增大而略微减小.     

单自由度状态下SMA-KBF耗能减震能力研究

SMA和隅撑支撑(KBF)分别为近些年发现的有超弹性力学性能的一种金属材料和新型结构框架,并被国内外学者广泛关注,应用在了很多的工程试验中。以此为基础该文的主要研究在地震荷载下,通过实验模拟SMA阻尼器隅撑构件的耗能以达到结构减震的目的。     

基于自适应虚拟电阻的广域有源阻尼器

并网逆变器是分布式发电系统与电网之间的电能变换接口,然而,随着分布式电源的广泛分布,并网的公共耦合点(pointofcommoncoupling,PCC)和电网之间含有较长的输电线路、较多的隔离变压器,导致电网和发电系统之间联络变弱,电网等效阻抗增加,电网呈现弱电网特性.并网逆变器与电网弱联络时,并网逆变器的锁相环(phase-locked loop,PLL)、电流控制环的控制作用会在较广的频域内引入负阻尼,可能导致系统在广域范围内失稳.为了解决这一问题,本文建立了考虑PLL影响的并网逆变器广域阻抗模型,提出了基于阻抗分析的广域稳定性判据,并在此基础上通过在PCC点并联有源阻尼来稳定系统的方法设计了一个广域有源阻尼器,将其并联连接到PCC点,使其在PCC点合成一个并联阻尼电阻以抑制系统产生的谐振.当系统工况发生变化时,通过提取PCC点谐振电压并利用谐波含量限制的方法来自适应调节虚拟电阻值,实现广域范围内镇定系统的效果.最后在MATLAB/Simulink中搭建了并网逆变器等值系统模型,通过时域仿真验证了该广域有源阻尼器的正确性和有效性.仿真结果表明,并网逆变器与电网弱联络时,PLL、电...     

雀替型阻尼器加固箍头榫木框架结构的抗震性能

为研究广府古建筑木结构的抗震性能及加固方法,采用菠萝格木材,设计并制作了两榀不同结构形式的典型广府木祠堂箍头榫框架,提出并制作了用于木结构榫卯节点加固的雀替型阻尼器,对雀替型阻尼器加固前后的木框架进行低周往复荷载试验,研究结构的抗震性能及阻尼器的加固效果。研究结果表明：阻尼器可以弥补初次加载产生的损伤,在转角不大时给残损的榫卯节点提供较高的初始刚度,并在榫卯节点自身开始闭合时与之协同受力,提高节点刚度、极限承载能力和耗能能力,使得加固试件的极限承载能力高于未加固试件;未加固试件经过加载,出现了榫卯脱离、榫卯局部压屈现象,加固试件的破坏形式主要为榫卯脱离、榫卯局部压屈和竖向顺纹劈裂裂缝;各节点的滞回曲线呈现明显的“捏缩”现象,榫卯节点强度退化系数均大于0.83,在循环荷载作用下表现出稳定的承载性能,随节点转角的增大,各节点的环线刚度、等效粘滞阻尼系数呈现逐渐减小并趋于稳定的趋势;边跨框架试件节点的等效粘滞阻尼系数逐渐稳定于0.1～0.2,而中跨框架试件节点的等效粘滞阻尼系数逐渐稳定于0.05～0.1,且经过阻尼器加固,边跨框架与中跨框架试件的总滞回耗能分别提高了67%和19%。     

大跨度斜拉桥地震反应MR阻尼器半主动控制

应用新研制的MRF-04K型磁流变阻尼器对大跨度斜拉桥的地震反应实施半主动控制．建立了多点不同步地震激励下大跨度斜拉桥MR阻尼器控制的运动方程，采用子空间模态分析法建立了适合大跨度斜拉桥地震反应控制分析的瞬时最优控制算法，数值仿真结果表明，不同地震波激励下斜拉桥的反应幅值相差很大，且在天津波激励下的反应幅值最大，说明大跨度斜拉桥的地震反应对地震波的频谱特性十分敏感；当受El—Centro波激励时，主跨跨中顺桥向位移幅值降低57．0％，塔顶顺桥向位移幅值降低67．5％，主跨跨中竖向位移增大28．3％；行波效应对斜拉桥地震反应的控制效果影响明显，其中主跨跨中和塔顶顺桥向位移响应更加减小，而主跨跨中竖向位移会有所增加．     

减震调谐液体阻尼器参数优化设计

将深水调谐液体阻尼器（TLD）作为以单一振型反应为主的建筑结构地震荷载作用下的被动减震装置，通过建立并求解TLD参数优化设计目标函数，得到最优参数实用设计表达式．同时，引入了结构-TLD系统等效阻尼比概念，给出了相应于TLD最优设计参数的等效阻尼比设计表达式．最后通过数值算例，验证了等效阻尼比表达式的适用性．     

基于SMA阻尼器的大跨桥梁地震位移控制分析

通过超弹性形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)拉伸试验研究,建立了SMA四折线本构模型.利用SMA超弹滞回耗能特性,提出一种拉压型SMA阻尼器,并给出其最大输出控制力的计算公式.针对某七跨连续刚构桥,分析了桥梁伸缩缝在无限位器、安装钢棒限位器和安装超弹性SMA阻尼器3种情况下的地震位移.结果表明:安装SMA阻尼器后,伸缩缝处相对位移降低80.3%,中跨跨中水平位移和竖向位移分别降低78.8%和65.9%.因此,SMA阻尼器可以有效控制桥梁结构地震位移,对桥段相对位移的控制效果优于钢棒限位器.     

涡轮阻尼器阻尼特性与轴向力特性分析

采用基于分离涡模型的计算流体力学方法计算某可调阻尼式涡轮阻尼器多个挡位、多个转速工况的内部三维黏性流场,预报了其阻尼特性和轴向力特性.阻尼器内部紊乱的流动造成其转矩、轴向力等外特性参数波动较大,大挡位工况超过10%.阻尼系数随挡位的增大而增大,除小挡位外,预报误差在5%以内.随着挡位的增大,转子轴向力增大,调节挡板轴向力也呈增大趋势.定子轴向力是一个小量,其方向与调节挡板轴向力相同.腔内复杂的不对称流动造成各挡板块受力不均,但每块挡板的轴向力均呈周期性变化,平均值相差±2.5%以内.大挡位高转速工况产生较严重空化,而小挡位时空化较弱.     

基于磁流变阻尼器的双跨轴系PID振动控制研究

为了解决双轴串联的旋转机械在临界转速处产生共振问题,搭建了双跨转子实验台,在不改变原有支撑形式的条件下将磁流变阻尼器分别安装在串联的轴1、轴2上,并建立双跨轴系振动的半主动控制系统,采用比例-积分-微分（PID）控制方法,以振幅为反馈参数实时调节阻尼器电流,在线抑制双跨轴系的振动,并在此基础上通过整定PID控制的比例系数K研究其值对振动控制效果的影响。实验结果表明：基于磁流变阻尼器的PID控制系统可以有效控制两个串联轴在临界转速附近的振动;对临界振幅过大的转子宜采用较大K值,而对临界振幅较小的转子可适当减小K值。     

粘滞阻尼器用于齿轮轴系减振特性的试验研究

针对齿轮箱较为复杂的振动与噪声特性,提出一种粘滞阻尼器用于控制齿轮轴系的振动。搭建了粘滞阻尼器—齿轮箱实验台,对粘滞阻尼器单独作用于输出轴、输入轴及两阻尼器同时作用于输入轴、输出轴下的减振特性进行试验研究。试验结果表明,该粘滞阻尼器能同时有效抑制齿轮轴系振动的各频率成分,减振频带宽;当阻尼器单独安装时,无论阻尼器作用于哪根齿轮轴,对于整个啮合齿轮副产生的冲击振动均有明显的减振特性;两个阻尼器作用于两根齿轮轴的减振效果要好于单个阻尼器作用某根齿轮轴。试验了不同转速下的减振特性,验证该阻尼器能有效保证齿轮传动系统在较宽的变速范围内平稳运行。