金属橡胶阻尼器滞回性能及其耗能减振结构数值模拟分析

作     者：张剑菲 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李冀龙

授予年度：2012年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：金属橡胶 滞回性能试验 动态滞回模型 耗能减振结构模型 有限元仿真 

摘      要：本文根据金属橡胶材料的阻尼特性稳定，耐久性好等优势，试图将其应用于土木工程的耗能减振领域，通过阻尼器材料的准静态单向压缩试验和板式金属橡胶剪切摩擦阻尼器的动态性能试验，研究了各种因素对金属橡胶材料阻尼性能的影响，对金属橡胶剪切摩擦阻尼器进行动力建模及参数识别，并通过LS-DYNA软件对一个高层钢结构模型进行振动台的有限元模拟，验证了在装有金属橡胶阻尼器耗能装置下的结构能有良好的耗能减振效果。 主要研究内容包括以下几个方面： 首先，对金属橡胶材料试件进行准静态试验分析，观察试件的破坏形式，实测试件的极限承载力和变形，研究不同加载面、不同丝径、不同相对密度等因素对性能的影响。 其次，对板式金属橡胶剪切摩擦阻尼器通过动态性能试验研究其滞回性能，通过比较滞回曲线和损耗因子，分析外界荷载、金属橡胶材料特性以及预紧力对阻尼器迟滞特性的影响。 再次，对金属橡胶剪切摩擦阻尼器进行动力建模及参数识别，将实验情况与动态力学模型相结合对原有的力学模型进行修正，并利用修正的模型对实验所得的数据进行数值仿真。 最后，在上述分析和试验的基础上，利用LS-DYNA有限元程序，模拟高层框架结构在有无该阻尼器的情况下的动力特性和地震反应，通过不同工况下的仿真结果的时程分析，提出最适合的阻尼器布置方法，验证金属橡胶剪切摩擦阻尼器的耗能减振效果。