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新型非线性粘滞阻尼器设计

张松林  
【摘要】:随着经济的发展和科学的进步,地震和风对人们带来的灾难有所减轻,但造成的经济损失日益增大。为了更好的保护人们的生命以及财产安全,在土木工程界,自提出振动控制的概念以来,受到了广泛的关注并迅速发展,各类减震装置和元件陆续被提出和应用。经过数十年的研究与发展,耗能减震技术越来越受到工程界的青睐,其中粘滞阻尼器就是一种典型的耗能装置,美国taylor公司在这方面的研究比较成熟,能够根据工程需要设计不同速度指数的粘滞阻尼器,且其性能也已被工程界所认可。而我国起步较晚,虽然已经开展了许多的理论研究和实践,也已在许多实际工程中应用,但理论还不够成熟,其研发还未达到系统化,产业化。如果能够生产出性能良好的非线性粘滞阻尼器,则将打破国外的技术垄断,具有重要的社会效益和经济效益。 本文首先对振动控制技术,耗能减震控制技术进行了介绍,着重介绍了粘滞阻尼器的发展和应用现状。而后提出了一种新型非线性粘滞阻尼器,即是在阻尼器内设置一个通孔和两组锥阀,每组有两个,反向安装。通过控制锥阀使其依次打开来实现阻尼器的非线性。文章第二章基于流体力学进行了理论推导和分析,根据理论设计了一款非线性阻尼器并理论分析了其力学性能。 文章第三章进行了试验设计,硬件的设计包括阻尼器样品、油缸、动力源、试验支架等,并为准确的采集和分析试验数据开发了测试系统程序。 文章第四章介绍了试验样品及测试系统硬件的加工制作过程。经过多次试验,得到了三阶段的F-v曲线。并对试验结果进行了对比分析,得出了锥阀的工作状况。 最后,文章又提出另一种新型结构——三角孔式非线性阻尼器,通过对三角孔大小的控制,来实现阻尼器的非线性。文章给出了其理论推导并对几个影响阻尼器性能的因素进行了分析,得到了理想的非线性效果。


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