粘弹性阻尼器对钢网架结构振动疲劳影响研究

【摘要】：在某点或某些点承受扰动应力,并且在足够多的循环扰动后形成裂纹或完全断裂的材料中发生局部的、永久结构变化的发展过程,称为疲劳。钢结构的破坏不仅局限于由于荷载过大引起的失稳破坏,很多钢结构在荷载反复作用下,例如风荷载,机械振动荷载作用下也会发生疲劳破坏。而且这样的破坏往往不容易提前发现和防止,所以有很强的隐蔽性和破坏性。因此,结构的抗疲劳性能是结构可靠性及安全性的一项重要内容。 另一方面,结构的疲劳寿命与结构局部产生的应力和应变水平有着密切的关系,相同的结构,应力应变越大,结构的疲劳寿命越低。而粘弹性阻尼器,作为一种成熟的,广泛应用于结构振动控制的阻尼器,可以有效的减少结构的应力和应变,从而必然会对结构的抗疲劳性能产生影响。本文首先从疲劳的基本理论入手,在第一章,文章通过介绍疲劳的定义、产生的机理、疲劳研究的发展历程等等对疲劳现象进行了较为详尽的介绍。在第二章,介绍了粘弹性阻尼器的结构以及常用的计算模型。第三章则讨论了疲劳寿命的计算方法以及结构振动疲劳分析的方法。第四章介绍了粘弹性阻尼器的等效刚度和等效阻尼系数以及阻尼器对结构产生的控制力的推导,并得到随着阻尼器阻尼系数的增加,结构的整体疲劳寿命会经历一个先增大后减小的过程,并存在最优解。第五章和第六章结合实际例子验证了第四章的推断。 通过对比第五和第六章的模拟计算的结果。可以发现结构添加粘弹性阻尼器可以改善结构的振动疲劳寿命。并且随着阻尼器等效阻尼系数及等效刚度的变化,整体疲劳寿命经历一个先增大后减小的过程。结构添加阻尼器增加疲劳寿命的方式存在最优解。在工程应用中,可以利用迭代法,根据结构整体疲劳寿命的增大区间和减小区间,求解阻尼系数的最优解。

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU356