零初始索力自复位耗能器的工作性能分析

摘要

在结构中安装传统耗能器 ,能够获得较好的耗能效果 ,但地震时的耗散能量会使它变形过大而不能继续工作 ,在震后往往需要更换 ,修复成本较高;同时其构件也会发生不同程度的损伤 ,难以恢复到正常使用状态.针对普通耗能器的不足 ,设计了一种零初始索力自复位耗能器 ,它由传动装置、碟形弹簧复位装置和双剪型摩擦耗能装置组成.首先 ,介绍了复位装置和耗能装置的构造及该自复位耗能器工作原理 ,并建立其力学模型.其次 ,采用有限元软件ABAQUS建立该耗能器复位装置和耗能装置的有限元模型 ,对比分析俩装置的模拟滞回曲线与理论滞回曲线 ,结果表明模拟曲线与理论曲线吻合较好.恢复力曲线具有典型的胡克定律特征 ,表明该复位装置弹性较好 ,能够提供稳定的恢复力.然后 ,分别在4种工况下对摩擦耗能装置滑动摩擦力的理论值、模拟值及试验值进行对比分析 ,其滞回曲线具有典型的库伦摩擦定律特性 ,说明该耗能装置能够提供稳定的滑动摩擦力.最后 ,在位移加载下对该自复位耗能器的滞回曲线和骨架曲线进行对比分析 ,结果表明:该自复位耗能器具有较好的耗能性能与复位性能.零初始索力自复位耗能器结构简单 ,原理明确 ,性能优良 ,安装方便 ,适应性强 ,可在框架结构中推广使用.