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残损古木结构不对称榫卯节点低周反复荷载作用下的滞回特性

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残损古木结构不对称榫卯节点低周反复荷载作用下的滞回特性

一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc-Wen模型

北京力学会第30届学术年会

作者：兰英静董金爽张淑慧蒋大园郝萃萃

为研究残损古建筑木结构榫卯节点的恢复力特性,共设计了4个古木结构不对称榫卯结构,包括1个完好无残损的榫卯节点试件和3个不同残损程度的榫卯节点试件,分析低周反复荷载作用下试件的滞回特性。结果表明:不对称榫卯节点滞回曲线的形状... 详细信息

为研究残损古建筑木结构榫卯节点的恢复力特性,共设计了4个古木结构不对称榫卯结构,包括1个完好无残损的榫卯节点试件和3个不同残损程度的榫卯节点试件,分析低周反复荷载作用下试件的滞回特性。结果表明:不对称榫卯节点滞回曲线的形状随着残损程度的增加由S形向反Z形转变,捏缩效果逐渐显著。

关键词：残损木结构低周反复荷载滞回特性

来源： cnki会议评论

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工程科学学报 2022年第3期44卷 389-401页

作者：王鹏杨绍普刘永强赵义伟王翠艳石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

为了准确表征大范围应变幅值、激励频率和磁场下磁流变弹性体(Magnetorheological elastomer,MRE)的力学行为,本文引入黏弹性分数阶导数,提出一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc-Wen模型.分析了各向同性与异性MRE的微观... 详细信息

为了准确表征大范围应变幅值、激励频率和磁场下磁流变弹性体(Magnetorheological elastomer,MRE)的力学行为,本文引入黏弹性分数阶导数,提出一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc-Wen模型.分析了各向同性与异性MRE的微观形貌特征,对MRE进行了性能试验,研究发现,MRE的储能和损耗模量随着应变幅值(0~100%)增大先不变后减小,随着频率(0~100 Hz)增大而增大,随着磁场(0~545 mT)增大而增大.在此基础上,基于分数阶导数提出改进Bouc-Wen模型,在Simulink软件中建立仿真模型,利用Oustaloup滤波器算法对分数阶导数项近似计算,对比分析验证了改进模型的有效性,各工况下仿真数据和试验数据的吻合度均高于98%.结果表明:改进Bouc-Wen模型能准确地模拟MRE应力应变滞回曲线,拟合精度较Bouc-Wen模型明显提升,改进模型在较宽的应变幅值、频率和磁场范围内是准确有效的,为实现MRE的工程应用打下基础.

关键词：磁流变弹性体性能试验分数阶导数本构模型滞回特性

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基于充放电滞回特性的超级电容参数提取方法

电力自动化设备 2022年第3期42卷 148-152页

作者：黄鹤肖飞杨国润麦志勤海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033 中国船舶集团第七一一研究所上海201108

准确提取参数对超级电容储能系统安全、可靠、高效运行具有重要意义。为克服测试系统复杂、有效数据点少、在线提取困难等问题,提出一种通过补偿内阻消除平衡充放电滞回差异的超级电容参数提取方法。该方法充分利用超级电容在充放电过... 详细信息

准确提取参数对超级电容储能系统安全、可靠、高效运行具有重要意义。为克服测试系统复杂、有效数据点少、在线提取困难等问题,提出一种通过补偿内阻消除平衡充放电滞回差异的超级电容参数提取方法。该方法充分利用超级电容在充放电过程中由内阻压降引起的容值-端电压曲线不重合的物理特性,从充放电过程的所有数据中准确提取参数,可有效排除动态过程对参数提取精度的影响。理论分析与实验研究表明所提方法能在不同温度与电流条件下准确提取超级电容的等效参数,可为系统性能测试、优化控制以及高效运维提供有效支撑。

关键词：超级电容参数提取滞回特性充放电过程

具有位移放大功能的摩擦自复位支撑滞回特性及钢框架抗震性能分析

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具有位移放大功能的摩擦自复位支撑滞回特性及钢框架抗震性能分析

作者：章宇彤大连交通大学

学位级别：硕士

地震韧性概念的提出,使得震后经过简易修复甚至无需修复,便能继续使用的结构成为了目前的研究热点,自复位耗能支撑具有良好的复位和耗能性能,与结构主要受力构件协同工作,消耗地震能量,为结构提供抗侧力,能够有效降低结构的残余位移,提... 详细信息

地震韧性概念的提出,使得震后经过简易修复甚至无需修复,便能继续使用的结构成为了目前的研究热点,自复位耗能支撑具有良好的复位和耗能性能,与结构主要受力构件协同工作,消耗地震能量,为结构提供抗侧力,能够有效降低结构的残余位移,提高了结构的安全性,并降低结构震后修复时间与成本。虽然自复位耗能支撑在近年来得到不断改进创新,但仍存在一些亟待解决的实际问题,本文针对传统自复位耗能支撑在低强度地震作用下的耗能能力不足的问题,提出了一种具有位移放大功能的摩擦自复位支撑(SC-DAFB)。通过试验及数值模拟探究其力学性能,并将该支撑应用于多层钢框架结构中,利用有限元软件对其抗震性能进行分析。主要研究内容如下:(1)提出一种具有位移放大功能的摩擦自复位支撑(SC-DAFB),该支撑由预压碟簧提供复位能力,摩擦装置提供耗能能力。对其构造、工作原理及滞回性能进行详细分析,推导给出了其恢复力模型计算公式,并对其实际工程应用展开了说明。(2)设计并制作了6组具有不同参数的SC-DAFB支撑构件,通过对试件进行低周往复加载试验,得到并对比分析了SC-DAFB的承载能力、滞回曲线、最大拉压荷载比、耗能性能及残余位移等关键力学性能指标。试验结果表明:SC-DAFB在低周往复荷载作用下的滞回曲线饱满且具有显著的旗帜型特征;工作性能稳定,初始放大角度的减小能够提高支撑的起滑荷载、最大荷载等各项力学性能指标。(3)为探究初始放大角度、碟簧预压力、螺栓拧紧力矩等因素对支撑滞回、耗能、复位性能的影响,使用ABAQUS有限元软件对SC-DAFB支撑整体及构件进行精细化建模,并对支撑进行静力加载分析,结果表明:初始放大角度越小,支撑耗能能力越强;增大碟簧预压力,会提高支撑承载能力,降低支撑的耗能能力以及残余变形;随着螺栓拧紧力矩的增大,支撑的耗能能力增强,复位效果降低。(4)基于Open Sees有限元软件,通过并联多个材料库中的单元,建立了SC-DAFB支撑的力学模型。建立一6层SC-DAFB支撑钢框架结构,对其进行非线性地震时程分析,并与同等设计条件的BRB框架结构进行对比分析,以研究不同工况下的SC-DAFB支撑框架结构在中震、大震作用下的结构抗震性能及功能可恢复性能,结果表明:与传统BRB支撑结构相比,SC-DAFB支撑减震效率更高,减小初始放大角度θ可提升其对结构各项地震响应指标的减震控制效果,θ=30°时结构最大顶点位移降幅高达40.80%,能够实现低强度地震作用下结构对支撑的更高承载力和耗能需求。

关键词：摩擦耗能位移放大滞回特性抗震性能残余变形

Tb0.3Dy0.7Fe2合金磁畴偏转的滞回特性研究

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物理学报 2016年第6期65卷 303-311页

作者：严柏平张成明李立毅吕福在邓双浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 哈尔滨工业大学电磁与电子技术研究所哈尔滨150001

研究了不同载荷作用下Tb_(0.3)Dy_(0.7)Fe_2合金在压磁和磁弹性效应中磁畴偏转的滞回特性.基于StonerWolhfarth模型的能量极小原理,采用绘制自由能-磁畴偏转角度关系曲线的求解方法,研究了压磁和磁弹性效应中载荷作用下的磁畴角度偏转... 详细信息

研究了不同载荷作用下Tb_(0.3)Dy_(0.7)Fe_2合金在压磁和磁弹性效应中磁畴偏转的滞回特性.基于StonerWolhfarth模型的能量极小原理,采用绘制自由能-磁畴偏转角度关系曲线的求解方法,研究了压磁和磁弹性效应中载荷作用下的磁畴角度偏转和磁化过程,计算分析了不同载荷作用下磁畴偏转的滞回特性.研究表明,压磁和磁弹性效应中磁畴偏转均存在明显的滞回、跃迁效应,其中磁化强度的滞回效应来源于磁畴偏转的角度跃迁;压磁效应中预加磁场的施加将增大磁化强度的滞回,同时使滞回曲线向大压应力方向偏移;磁弹性效应中磁畴偏转的滞回存在两个临界磁场强度,不同磁场强度下合金具有不同的磁畴偏转路径和磁化滞回曲线,临界磁场强度的大小取决于预压应力的施加.理论分析对类磁致伸缩材料磁畴偏转模型的完善和材料器件的设计应用非常有意义.

关键词： Tb0.3Dy0.7Fe2合金各向异性磁畴偏转滞回特性

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自恢复耗能支撑框架结构滞回特性模拟分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2016年第10期49卷 1049-1054页

作者：徐龙河代长顺逯登成樊晓伟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

介绍了新型预压弹簧自恢复耗能(PS-SCED)支撑在低周反复荷载作用下的滞回特性,并对采用新型PSSCED支撑与普通支撑的单层单榀框架结构的抗震性能进行了对比分析.结果表明,PS-SCED支撑框架结构在动力荷载作用下可展现出稳定的旗形滞回曲线... 详细信息

介绍了新型预压弹簧自恢复耗能(PS-SCED)支撑在低周反复荷载作用下的滞回特性,并对采用新型PSSCED支撑与普通支撑的单层单榀框架结构的抗震性能进行了对比分析.结果表明,PS-SCED支撑框架结构在动力荷载作用下可展现出稳定的旗形滞回曲线,具备良好的耗能能力及自恢复性能.与普通支撑框架结构相比,PSSCED支撑框架结构承载能力至少提高44%,,累积滞回耗能能力提高20%,,残余变形角减小64%,,故PS-SCED支撑可有效提高结构的整体抗震性能.

关键词：自恢复耗能支撑滞回特性抗震性能残余变形耗能能力

直接拉伸循环荷载作用下混凝土滞回特性实验研究及定量分析

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振动与冲击 2020年第7期39卷 209-215页

作者：刘志恒陈徐东陈超河海大学土木与交通学院南京210098 张家港市水务局张家港市金港中心水利管理服务站张家港215600

由于直接拉伸试验较为困难,可靠的数据十分少有。采用液压闭环伺服材料试验机MTS322试验装置(MTS)对混凝土进行了高应力轴拉往复试验,试验采用正弦波进行加载。对混凝土应力和应变的相位差引起的滞回现象进行研究。加载时应变波和应力... 详细信息

由于直接拉伸试验较为困难,可靠的数据十分少有。采用液压闭环伺服材料试验机MTS322试验装置(MTS)对混凝土进行了高应力轴拉往复试验,试验采用正弦波进行加载。对混凝土应力和应变的相位差引起的滞回现象进行研究。加载时应变波和应力波的相位差与卸载时不同,加载与卸载的相位差导致了一个不对称的滞后回路。随着加载频率的增加,混凝土的耗散角减小,约为其切线模量的“X”形夹角的一半。

关键词：素混凝土轴拉往复试验滞回特性相位差耗散角

预压弹簧自恢复耗能支撑恢复力模型与滞回特性研究

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工程力学 2016年第10期33卷 116-122页

作者：徐龙河樊晓伟逯登成李忠献北京交通大学土木建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

为研究新型预压弹簧自恢复耗能支撑结构的自恢复性能和耗能性能,对预压弹簧自恢复耗能支撑在低周往复荷载作用下的滞回特性进行了模拟研究,分析了自恢复耗能支撑旗形滞回曲线的特点,给出了支撑恢复力的计算方法,建立了基于Bouc-Wen模型... 详细信息

为研究新型预压弹簧自恢复耗能支撑结构的自恢复性能和耗能性能,对预压弹簧自恢复耗能支撑在低周往复荷载作用下的滞回特性进行了模拟研究,分析了自恢复耗能支撑旗形滞回曲线的特点,给出了支撑恢复力的计算方法,建立了基于Bouc-Wen模型的预压弹簧自恢复耗能支撑恢复力模型,并与ANSYS数值模拟结果进行了对比,结果表明建立的恢复力模型可准确模拟支撑在动力荷载作用下的力学性能。恢复力-位移曲线整体吻合程度较高,该恢复力模型对自恢复耗能支撑结构的设计及抗震性能研究具有较好的参考价值。

关键词：自恢复耗能支撑恢复力模型 Bouc-Wen模型滞回特性数值模拟

自复位耗能支撑滞回特性及钢框架抗震性能分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第3期54卷 237-244页

作者：江浩徐龙河北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为验证利用组合碟簧复位、摩擦装置耗能的自复位耗能支撑(DS-SCEDB)工作性能,对一根长为1.6 m的DS-SCEDB构件进行了拟静力试验,研究了其拉压对称性、耗能以及复位能力,并建立能够考虑初始残余变形的支撑分段简化模型.采用LS-DYNA有限元... 详细信息

为验证利用组合碟簧复位、摩擦装置耗能的自复位耗能支撑(DS-SCEDB)工作性能,对一根长为1.6 m的DS-SCEDB构件进行了拟静力试验,研究了其拉压对称性、耗能以及复位能力,并建立能够考虑初始残余变形的支撑分段简化模型.采用LS-DYNA有限元软件,对该恢复力模型进行二次开发,对比分析支撑有无初始残余变形两种情况下DS-SCEDB钢框架的抗震性能.结果表明,DS-SCEDB具有稳定且饱满的旗形滞回,复位性能良好,初始残余变形仅为支撑长度的0.05%且不随加载幅值增大而增大,加载位移为12 mm时其受压恢复力和受拉恢复力之比为1.06,具有良好的拉压对称性.分段简化模型与试验得到的滞回曲线吻合程度较高,在地震荷载输入下也能较为准确地预测支撑的旗形滞回,恢复力模型预测值和试验值最大相对误差为8.44%.在设计地震激励下,DSSCEDB钢框架的最大层间位移角不超过1.89%,残余位移角小于0.09%.在DS-SCEDB有、无初始残余变形两种情况下,支撑框架结构层间残余位移角相近,层间位移角沿高度分布趋势相同,并且均满足规范限值要求.震后结构塑性发展程度低,结构塑性变形耗能平均占比分别为4.14%和3.62%.支撑因装配精度和构造尺寸产生的初始残余变形对结构的复位性能和抗震性能几乎没有影响.

关键词：支撑钢框架自复位性能恢复力模型滞回特性拟静力试验残余变形