基于新型二阶摩擦阻尼器的结构被动控制研究

摘要

摩擦型阻尼器（Friction damper）的研究已受到国内外学者的广泛关注。相比其它类型阻尼器，摩擦阻尼器构造简单，耗能能力强，表现出良好的库伦特性，荷载及其频率对阻尼器性能影响不大，不仅如此，摩擦阻尼器更由于取材方便，造价低廉，安装和维修方便，在国内外得到了广泛的应用。　　但传统摩擦阻尼器只能在强震下耗能，对经常发生的中小震往往提供较大刚度，增加地震作用，有时会增加结构地震加速度，带来不舒适感。为克服该弊端，本文以新型二阶摩擦阻尼器为研究对象，旨在研究其力学性能及对结构的振动控制，以达到在小震及大震作用下阻尼器均发挥作用，减小阻尼刚度。本文研究主要内容如下：　　（1）设计制造了新型二阶摩擦阻尼器，使得该阻尼器在大震和小震下均能发挥摩擦耗能特性，并对其构造及工作原理进行了详细的介绍。　　（2）在正弦荷载实验基础上，得出阻尼器在不同扭矩、加载频率和位移幅值下的滞回曲线，并论证了三种因素对阻尼器单位循环耗能、等效阻尼比和割线刚度等性能参数的影响。在此基础上采用 ABAQUS软件，建立了该新型摩擦阻尼器的理论模型，并对其力学性能进行了数值模拟，对比实验结果曲线，验证了理论模型的正确性。　　（3）采用ABAQUS有限元软件建立了安装有该新型二阶摩擦阻尼器钢框架结构地震响应分析程序，对各工况下结构进行弹塑性时程分析。研究小震及大震作用下层间位移、楼层绝对位移、楼层加速度、楼层速度等地震响应参数的变化情况。结果表明：该新型摩擦阻尼器能有效减小结构的随机地震反应，显著的提高了工程结构的动力可靠性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2结构振动控制概述

1.3摩擦阻尼器在土木工程领域的研究现状

1.4 摩擦阻尼器应用实例

1.5本文研究主要内容

第二章 新型二阶摩擦阻尼器的设计

2.1 引言

2.2 新型二阶摩擦阻尼器的构造

2.3 新型二阶摩擦阻尼器的工作原理

2.4 小结

第三章 新型二阶摩擦阻尼器力学性能的试验和理论研究

3.1 引言

3.2 新型二阶摩擦阻尼器力学性能的试验研究

3.3 新型二阶摩擦阻尼器力学性能试验结果分析

3.4 基于ABAQUS的新型二阶摩擦阻尼器模型的建立

3.5 数值结果分析

3.6 小结

第四章 新型二阶摩擦阻尼器对框架结构振动控制

4.1 引言

4.2 新型二阶摩擦阻尼器对框架结构的振动控制分析

4.3 小震作用下计算内容与结果分析

4.4 大震作用下计算内容与结果分析

4.5 小结

第五章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果

致谢