阵列型金属阻尼器钢棒耗能元件设计与性能研究

摘要

设计了5种形式的Q235材质钢棒耗能元件,包括1种等截面钢棒耗能元件RED A和4种变截面钢棒耗能元件RED B,RED C,RED D和RED E.首先,以数值模拟结合正交试验的方法分析各耗能元件的直径d、长细比 δ、端板锚固长度lm、内缩直径d1、锚固端延伸长度l1以及中部等截面长度l2等几何参数对其耗能性能的影响;其次,研究钢材力学性能参数对钢棒耗能元件耗能性能的影响,将材质为低屈服点钢LYP100,LYP160和LYP225的耗能元件耗能性能与Q235材质的耗能元件进行对比.结果表明:在5种耗能元件中,RED D的耗能能力最强,且当其几何参数组合为直径d0=40 mm、长细比 δ=4、内缩直径d1=20 mm、中部等截面长度l2=20 mm时,耗能性能最优,耗能系数达到2.71;当耗能元件材质为低屈服点钢时,耗能性能进一步提升;耗能元件RED D在最优几何参数条件下,采用低屈服点钢LYP160制作时,耗能系数高达3.12.