两种Pall型摩擦阻尼支撑体系的试验研究与分析

摘要

摩擦耗能减振技术是结构振动控制的重要研究方向，可以显著提高结构的抗震性能，Pall型摩擦阻尼器减震效果显著，制造简单、安装方便、造价低廉，因而具有广泛的应用前景。本文通过有限元软件ANSYS12.0分别分析了两种支撑体系的滞回特性，即装有普通支撑(由于Pall型摩擦阻尼器的特点，可由普通支撑模拟防屈曲支撑)的Pall型摩擦阻尼钢框架体系(Pall-BRB)和装有形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)支撑的Pall型摩擦阻尼钢框架体系(Pall-SMA)，并对这两种Pall型摩擦阻尼钢框架支撑体系进行了试验研究和仿真分析。
　　 本文的主要研究内容有：
　　 (1)利用ANSYS12.0对Pall-BRB摩擦阻尼钢框架体系进行了滞回特性分析，并分析了阻尼器起滑摩擦力、支撑刚度和支撑屈曲力对其滞回特性的影响。分析结果表明，阻尼器恢复力的大小可由起滑摩擦力直接控制，支撑刚度对阻尼器恢复力的影响不大，可设计防屈曲支撑使支撑处于屈曲状态，使Pall-BRB体系充分发挥耗能作用，并提出了防屈曲支撑设计公式。
　　 (2)利用SMA的超弹性性能对Pall-SMA摩擦阻尼钢框架体系进行了有限元分析，并分析阻尼器起滑摩擦力、SMA支撑刚度和长度参数对其滞回特性的影响。分析结果表明，Pall-SMA支撑体系的滞回曲线饱满，具有良好的耗能能力；阻尼器起滑摩擦力和SMA支撑刚度对SMA支撑体系影响明显，SMA长度对SMA支撑体系影响较小。
　　 (3)对Pall-BRB摩擦阻尼支撑体系和Pall-SMA摩擦阻尼支撑体系进行试验研究和仿真分析，结果表明，防屈曲钢支撑在受拉、受压情况下均能屈服，具有良好的耗能能力，SMA支撑压力变化很小，有利于支撑发挥性能，两种摩擦阻尼支撑体系的试验结果验证了仿真分析的正确性。