滞回耗能

摘要： 唐代殿堂型木结构是中国最早的木结构建筑遗存,具有极其珍贵的历史文化和科学研究价值。为深入研究此类木构架的抗侧力性能,建立了经模型试验验证的唐代殿堂型木结构单间四柱空间木构架精细化有限元模型,探究斗栱梁架一体化铺作层构造,柱脚管脚榫、柱头馒头榫等弱连接节点形式以及竖向荷载大小和位置对木构架滞回耗能及抗侧力性能的影响。结果表明:水平往复荷载作用下,唐代殿堂型木构架表现为摇摆抬升,其水平位移以柱架层的水平位移为主,滞回曲线呈“S”形,具有明显的“捏缩”效应,两端较饱满,正反接近对称。木构架初始抗侧刚度最大,随位移增大退化明显。铺作层为刚度较大的水平结构层,其横梁联系存在一定的冗余度。柱脚管脚榫及柱头馒头榫均可增强木构架的滞回耗能及抗侧力,但两者发挥作用的阶段不同。竖向荷载越大,木构架的滞回耗能越大,水平抗侧力也越大;其作用位置在一个柱径长度内偏移对木构架的滞回耗能及抗侧力性能无明显影响。

摘要： 附加有效阻尼比是评价减震结构性能的重要参数,现有的建筑消能减震技术规程规定应采用双线性模型模拟位移相关型阻尼器恢复力性能,但该模型仅能在拟合位移下准确量化阻尼器耗能能力和附加有效阻尼比。Bouc-Wen模型能够在各级位移下准确量化阻尼器耗能,但目前缺乏基于该模型的附加有效阻尼比计算公式。对Bouc-Wen模型进行显式化解析,推导出基于该模型的阻尼器附加有效阻尼比计算公式。结合试验数据,对采用不同模型表征阻尼器耗能能力的精度进行了数值分析和对比,证明了所提方法的精确性。对基于Bouc-Wen模型的附加有效阻尼比进行参数分析,给出了其变化规律和各性能参数影响。基于有限元分析,对采用不同模型计算结构动力响应和附加有效阻尼比的差异进行了对比,进一步验证了该方法的有效性和应用价值。

摘要： 设计、制作了螺栓预紧力与扭矩、轴向应变对应关系标定测试装置,并对钢板-橡胶叠层摩擦耗能器预紧螺栓进行各变量关系的标定。依据所得出的关系式对耗能器组装过程中螺栓预紧力进行监测,并对不同预紧方法进行了对比研究。然后,对钢板摩擦接触面处理工艺对耗能器性能的影响进行了对比试验分析。研究结果表明,不同预紧方法对板间法向预紧压力均匀性、耗能器工作性能的影响较大;板间法向压力非均匀系数过大会导致耗能器性能不稳定,滞回耗能、弹性刚度退化显著,建议实际应用中该系数不超过1.05。对钢板摩擦面进行喷砂较喷富锌漆的做法可获得更大的摩擦系数和起滑力。

摘要： 古建木构中的榫卯节点属于典型的弱连接,地震作用时常常早于构件产生损坏,是预防性加固的关键节点。为提升榫卯节点的抗震性能,提出并设计了一种位移放大型转动摩擦阻尼器。通过对1组未设置阻尼器和3组设置阻尼器的足尺单向直榫节点进行了拟静力试验,得到并对比分析了加固和未加固节点的破坏状态、弯矩-转角关系、骨架曲线、强度退化曲线、刚度退化曲线以及耗能能力,分析了阻尼器的位移放大效应和拔榫抑制能力。结果表明:相对于未加固节点,设置摩擦型阻尼器节点的抗弯承载力最高提升了2.3倍;摩擦阻尼器具有显著的位移放大作用,其最大转动角度为榫卯节点转角的4.5倍;在不显著提升节点刚度的同时大幅度提高了榫卯节点的滞回耗能能力,且提高程度随螺栓预拉应变的增大而增大,最大可提升3.9倍;所研发阻尼器可有效抑制节点拔榫量,且抑制作用随螺栓预拉应变的增大而显著提高。研究结果可为古建木构的科学加固提供技术借鉴。

摘要： 针对采用预应力钢筋进行干式连接的预制预应力混凝土拼装框架梁柱节点进行抗震性能研究。设计制作了一组节点试件,对其进行低周往复加载试验和数值分析,观测节点变形与破坏特征,得到试件梁端力-位移滞回曲线,分析节点承载力、耗能水平与变形能力。结果表明:通过接缝开合可在较小位移下控制构件的损伤程度,破坏模式以柱端牛腿压剪破坏为主;与现浇混凝土梁柱节点相比,该节点具有良好的变形能力和自复位特征,但是节点整体耗能能力较低;采用简化的基于多折线骨架曲线的本构模型可以对节点的力学性能进行简化等效模拟。

摘要： 通过3根区域约束混凝土圆柱在不同轴压比下的低周往复荷载试验,并比较各试件的滞回耗能、能量耗散系数以及功比指数,研究了轴压比对区域约束混凝土圆柱耗能能力的影响.研究结果表明:区域约束混凝土圆柱耗能能力良好,并且轴压比对柱体的耗能能力有较大影响,随着轴压比的增大,柱体的单圈滞回耗能增长速度加快,柱体的延性降低;当试验轴压比为0.55时,试件在整个加载过程中的累积滞回耗能最大,表现出较好的耗能能力;柱体的能量耗散系数随着试验轴压比从0.45增大到0.55而减小,当试验轴压比增加到0.65时,由于试件的滞回曲线捏拢现象不显著,导致其能量耗散系数出现明显的增大;柱体的功比指数随着轴压比的增大而减小.研究结果可为区域约束混凝土的工程应用提供参考.

摘要： 该文提出了一种新型旋转放大式黏弹性阻尼器,该阻尼器利用杠杆原理将梁柱节点处相对较小的转角变形成倍放大。通过放大转角变形,充分发挥阻尼器的耗能能力,可实现更理想的减震控制效果。介绍了阻尼器的基本构造及工作原理,并加工制作了实物模型;进而对其进行频率相关性、变形相关性以及疲劳性能加载试验,探究其最大阻尼力、等效剪切刚度、每循环耗能和等效粘滞阻尼比等力学性能指标的变化规律;并与传统无放大功能转角阻尼器的力学性能进行了对比,验证了所提阻尼器的耗能放大能力。试验结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满,滞回性能稳定,抗疲劳性能良好;与传统转角无放大功能阻尼器相比,其耗能能力最大可提高4.42倍。

摘要： 我国现行建筑抗震设计规范采用的小震弹性设计方法无法准确预估地震动循环效应中结构产生的累积损伤.基于能量的性态设计方法能同时考虑力、位移、强震持时等因素,可反映出结构的累积滞回耗能与往复塑性变形,是有发展前景的设计方法.结构滞回能需求预估是基于能量设计方法的核心内容.文章按照现行规范设计了 8个中心、偏心支撑钢框架结构算例;选用远场地震波,利用ABAQUS软件对各算例进行了动力非线性弹塑性时程分析,得出了各结构在罕遇地震下的累积滞回能、滞回能层间分布、构件的滞回能分担规律;对文献[6]、[7]提出的基于我国场地的累积滞回能谱及多 自由度结构累积滞回能需求预估方法进行了评价.

摘要： 地震的发生会破坏原有的自然平衡和社会稳定,易引起一系列二次破坏,这种破坏在空间上和时间上可能比地震本身更具危害性.其中,火灾是建筑物主要面临的地震次生灾害之一.云南大学新校区地处昆明市呈贡区,位于小江断裂带和普渡河断裂带之间,属地震多发区,且学校内部建有化学实验室和食堂,地震发生后极易引发次生火灾.为了研究校园区域地震次生火灾的发生率,通过MATLAB程序调用SAP2000对一幢RC框架结构进行非线性时程分析,基于Park-Ang双参数损伤模型求解结构在不同强度等级地震作用下的损伤D值,并结合实地调研构建适用于不同使用功能建筑的次生火灾起火概率模型,为云南大学震后火灾救援工作和基于性能的抗震防火设计提供参考.

摘要： 为研究非对称结构矮塔斜拉桥的抗震性能,基于实际工程案例,采用Midas Civil软件建立非对称矮塔斜拉桥有限元模型,并根据大质量法理论模拟行波激励,分析地震动的内力与位移响应,结合能量法计算滞回耗能和损伤系数,研究行波效应对近波源桥塔及延性抗震的影响.研究结果表明:非对称矮塔斜拉桥在不同向地震作用下中墩内力响应最为显著;行波效应会削弱边塔底部的抗弯、剪承载能力,不同行波激励均对中塔顶顺桥向位移有较大影响.结合受力规律提出非对称结构在抗震设计时只考虑一致激励将造成中墩安全隐患,且随着桥跨不对称性增大设计时应着重考虑边墩受力.

摘要： 本文对框架梁、柱和剪力墙采用退化三线性恢复力模型，填充墙采用基于光滑滞回模型的等效斜压杆模拟，建立了填充墙框架-剪力墙结构的非线性地震反应分析模型，利用IDARC程序对结构进行了非线性地震反应分析，着重探讨了砖填充墙框架-剪力墙结构在地震作用下的滞回耗能特性。计算结果表明，填充墙对提高结构的抗侧刚度和强度及滞回耗能能力有一定的作用，考虑填充墙的结构其刚度退化、强度衰减及捏缩效应较不舍填充墙的结构要小，填充墙框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下具有良好的耗能能力和抗震性能。

摘要： 以考虑不同持时的强地震地面运动作为输入，采用时程分析方法，分析平面框架结构杆系模型在不同类型的强地震地面运动作用下，从出第一个塑性铰开始，直至破坏的全过程，结构的位移和滞回耗能量反应随时间变化的规律，考察不同类型地面运动对框架结构的位移和滞回耗能反应的不同影响，指出在抗震设计中，应该加上能量反应分析，特别是结构的滞回耗能反应分析，以保证结构设计的安全。

摘要： 为了研究钢框架结构的能量组成和滞回耗能在结构层间的分布规律,采用动力时程分析法,针对一个五层钢框架结构进行基于能量的地震反应分析.计算结果表明,地震输入结构的总能量受地震波特性影响显著,但各部分耗散能量占总输入能量的比值具有稳定性;结构滞回耗能呈中间部分楼层耗能大、两头小的规律,考虑滞回耗能的分布比结构的位移反应更能体现结构的地震反应,为该类结构基于能量的抗震设计和性能评估提供参考.

摘要： 已有研究显示,角钢尺寸对SMA节点滞回耗能和自回复性能有很大的影响,施加初始预应变可以显著改善节点小变形下的力学行为.为了进一步讨论螺杆预应变和角钢尺寸对SMA节点自回复性能的影响,分别以螺杆预应变、角钢承载力比为参数设计了一系列SMA节点,采用ANSYS14.5对上述节点进行有限元模拟,并分别从刚度、强度、延性、滞回耗能和自回复性能等五个方面讨论螺杆预应变和角钢承载力比对SMA节点抗震性能的影响.有限元结果表明:SMA节点残余层间位移角和滞回耗能量均与角钢承载力比近似呈线性关系;施加初始预应变可以明显改善节点初始刚度、提高节点极限承载力和自回复性能,但不能保证节点在大层间位移角下的延性.

摘要： 桥梁结构在强震作用下的变形延性、滞回耗能和结构损伤,是基于性能抗震设计的重要基础.以京沪高铁某代表性大跨度连续梁桥为对象,建立考虑支座破坏滑移的多阶段非线性力学行为(模型Ⅰ)以及支座保持理想工作状态(模型Ⅱ)的两种全桥模型,采用非线性时程积分方法对比分析了两种模型在三种地震动水准下的抗震性能.研究表明,在顺桥向,当考虑了支座的破坏后滑移效应时,强震下支座进入非线性工作状态能够降低固定墩的地震响应,但同时也相应提高了边墩的地震需求,其地震响应在一定程度上有所提高.在横桥向,支座保持理想弹性工作状态使得上部梁体的地震作用直接传递到桥墩,显著提高了各墩的变形和耗能需求.对于两种计算模型,三种地震动水准下各墩的变形延性和损伤状态均处于较低的水平,说明我国大跨度高铁连续梁桥具有较高的抗震能力.

摘要： 芯柱式构造柱是一种施工简便,造价较低的新型构造柱.为考察芯柱式构造柱约束墙体的抗震性能,进行11个墙体试件(包括3片无约束墙,2片现浇构造柱约束墙和6片芯柱式构造柱约束墙)的低周往复荷载试验.对比分析芯柱式构造柱约束墙体、无约束墙体、现浇构造柱约束墙体的破坏特征,两种构造柱中的纵筋、箍筋及构造柱与墙体间的拉接筋的应变,并分组对比各种墙体的滞回耗能性能.试验结果表明,芯柱式构造柱可对开裂后的墙体起到有效约束,改善墙体的破坏形态;芯柱式构造柱纵筋、箍筋及其与墙体间的拉结筋在墙体严重破坏阶段可达到屈服;芯柱式构造柱约束墙体的滞回环形状多为梭形,耗能能力较强.芯柱式构造柱与传统现浇构造柱的功能相近,可较好地提高墙体的抗震性能.

摘要： 本文从能量概念出发，考察填充墙吸收地震能量的能力及其影响因素;研究发现，填充墙要先于梁柱吸收地震能量，且地震动的频谱特性、加速度峰值和填充墙的屈服强度对其吸收地震能量有着重要影响；并采用Park&Ang损伤指标对填充墙框架结构的损伤进行整体抗震性能评估;结果表明，合理布置填充墙之后，由于填充墙的损伤而预先吸收地震能量，能够使结构楼层的损伤指标以及结构整体损伤指标降低。

摘要： 通过9根方钢管混凝土柱在低周往复水平荷载作用下的实验，研究了钢管混凝土柱在循环荷载作用下的延性、耗能和累积损伤等力学性能。试验的主要参数为轴压比(0.165～0.51 7之间)、长细比(10.82～32.88之间)和套箍系数(0.61～1.51之间)。试验结果表明，方钢管混凝土柱在反复荷载作用下的滞回曲线饱满，没有明显的捏拢现象，表明方钢管混凝土柱刚度和强度退化小、耗能能力强。采用最大位移与累积滞回耗能线性组合损伤模型，对方钢管混凝土柱地震损伤进行分析。基于对试验数据的分析，提出了方钢管混凝土柱极限承载力Qu和极限变形δu的计算公式。通过对试件破坏时损伤参数的计算，得到了耗能因子β的平均值为0.03。该损伤模型可用于方钢管混凝土结构的抗震设计及震害分析。

摘要： 随着基于性能抗震设计理论的发展,地震损伤模型在建立性态目标方面受到重视。为了对基于能量的Kratzig模型作进一步的发展和完善,并与目前常用的Park—Ang模型作比较,首先进行6个不同轴压比的钢筋混凝土框架柱的低周反复加载试验,对试件各循环加载的损伤情况进行详细的描述,在此基础上分别用两种模型计算各构件每一级加载的损伤指标,并与试验现象进行对照。将计算结果与有关文献提出的损伤指数抗震设防目标比较,提出Krizig模型对应的设防目标指数范围;对损伤指数日标、模型合理性进行分析。研究结果表明,Park-Ang过低估计构件的损伤,认为基于能量的Krizig模型更符合构件的塑形变形性能。

摘要： 随着基于性能抗震设计理论的发展,地震损伤模型在建立性态目标方面受到重视。为了对基于能量的Kratzig模型作进一步的发展和完善,并与目前常用的Park—Ang模型作比较,首先进行6个不同轴压比的钢筋混凝土框架柱的低周反复加载试验,对试件各循环加载的损伤情况进行详细的描述,在此基础上分别用两种模型计算各构件每一级加载的损伤指标,并与试验现象进行对照。将计算结果与有关文献提出的损伤指数抗震设防目标比较,提出Krizig模型对应的设防目标指数范围;对损伤指数日标、模型合理性进行分析。研究结果表明,Park-Ang过低估计构件的损伤,认为基于能量的Krizig模型更符合构件的塑形变形性能。

摘要： 本发明提供了一种含间隙精密机构中滞回摩擦耗能的估计方法，步骤：1、首先对研究对象进行等效系统建模；2、依据系统模型获得系统总体动力学方程，并进行质量归一化变换，减少分析变量数目；3、采用分段展开计算，综合构建运动副接触‑脱离总运动过程的滞回摩擦表达式；4、对各个分阶段进行变换，最终获得滞回位移的二次近似表达式及滞回位移对系统位移的导数表达式；5、描绘出明确的摩擦力滞回特性曲线，得到间隙运动副中滞回摩擦的耗能大小。本发明用于单侧间隙情形下系统的滞回曲线描述，能定量地分析含间隙精密机构中滞回摩擦引起的能量损耗，提高系统工作的可靠性和安全性。

摘要： 本发明公开了一种基于时滞的超磁致驱动器回滞建模方法，包括步骤一获取超磁致伸缩驱动器的输入输出数据，所述输入数据为驱动器的电流值，输出数据为驱动器的负载输出位移值；步骤二建立基于时滞的回滞模型，步骤三对模型中离散密度权值pi的辨识和时滞算子τ(m)的辨识。本发明能有效表征负载变化情况下以超磁滞伸缩驱动器为主的一类智能材料驱动器输入输出特征，结构简单，辨识方法简单易行，适应负载范围宽。

摘要： 本发明提供了一种含间隙精密机构中滞回摩擦耗能的估计方法，步骤：1、首先对研究对象进行等效系统建模；2、依据系统模型获得系统总体动力学方程，并进行质量归一化变换，减少分析变量数目；3、采用分段展开计算，综合构建运动副接触-脱离总运动过程的滞回摩擦表达式；4、对各个分阶段进行变换，最终获得滞回位移的二次近似表达式及滞回位移对系统位移的导数表达式；5、描绘出明确的摩擦力滞回特性曲线，得到间隙运动副中滞回摩擦的耗能大小。本发明用于单侧间隙情形下系统的滞回曲线描述，能定量地分析含间隙精密机构中滞回摩擦引起的能量损耗，提高系统工作的可靠性和安全性。

摘要： 本实用新型涉及信号处理技术领域，公开了滞回比较器电路及滞回比较器，能够降低成本。所述电路包括可控硅、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻；可控硅的阳极与电源端连接，阴极与第三开关管的第三端连接，控制极与第一开关管的第三端连接；第一开关管的第一端通过第三电阻与电压输入端连接，还通过第四电阻接地，第二端接地；第二开关管的第一端通过第五电阻与电压输入端连接，还通过第六电阻接地，第三端与第三开关管的第一端连接，第二端接地；第三开关管的第二端与电压输出端连接；第一电阻的与可控硅的阳极、控制极连接；第二电阻与电源端、第三开关管的第一端连接。

摘要： Ms为130°C的铜基记忆合金滞回耗能的热处理工艺，属于铜基记忆合金领域，其特征为：对获得的铜锌铝合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2~3mm的脱锌层和铸造缺陷，采取三种热处理工艺，获得Ms为130°C±6°C的铜锌铝记忆合金，最后计算滞回环面积。

摘要： 提高冷热循环下铜基记忆合金塑性滞回耗能的热处理工艺，属于铜记忆合金领域，其特征为：将获得三种不同成分，Zn25.6%、Al3.8%、余量Cu；Zn23.5%、Al3.5%、余量Cu；Zn23.2%、Al3.4、余量Cu；铜锌铝合金进行退火处理，在830-850°C保温24小时后随炉冷却，切削去除表面的2~3mm的脱锌层和铸造缺陷，然后采取水淬加时效的热处理，即830-850°C保温0.5小时淬入室温水中，再在150°C的保温炉中时效处理2小时后取出空冷至室温。通过以上方法可获得滞回耗能性能优异的铜锌铝记忆合金。

摘要： 一种能提高Ms为-10°C的铜锌铝形状记忆合金滞回耗能性能的热处理工艺，属于铜基记忆合金领域，其特征为：对获得的铜锌铝合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2~3mm的脱锌层和铸造缺陷，采取三种热处理工艺，获得Ms为-10°C±6°C的铜锌铝记忆合金，最后计算滞回环面积。

摘要： 提高Ms为66°C的铜基记忆合金滞回耗能的热处理工艺，属于铜基记忆合金领域，其特征为：对获得的铜锌铝合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2~3mm的脱锌层和铸造缺陷，采取三种热处理工艺，获得Ms为66°C±6°C的铜锌铝记忆合金，最后计算滞回环面积。

摘要： 一种Ms为50°C的铜记忆合金滞回耗能的热处理工艺，属于铜基记忆合金领域，其特征为：对获得的铜锌铝合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2~3mm的脱锌层和铸造缺陷，采取三种热处理工艺，获得Ms为50°C±6°C的铜锌铝记忆合金，最后计算滞回环面积。

摘要： 一种提高机械循环下超弹性滞回耗能的铜锌铝记忆合金，属于铜基记忆合金制备技术领域，其特征为：以重量百分比分别为Zn26.5～27.5wt%、Al4.5～5wt%、复合稀土0.2～1.2wt%、余量是铜的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。浇注成直径为Φ80×150mm的铸锭。铸锭的退火处理是加热到850°C保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再将铸锭在850°C保温0.5小时后锻打、轧制成35×35mm的棒材。最后进行三种热处理方式，对其制备的试样进行机械循环下滞回耗能性能的测试。