基于流动指数的粘滞阻尼器设计与试验研究

【摘要】：粘滞阻尼器是一种无需外界能源输入便能提供控制力的速度相关型耗能减振装置，已被广泛应用于多层建筑、高层建筑和大跨桥梁等结构的抗震设计。虽然粘滞阻尼器已经得到了工程界的基本认可，但其设计方法和性能特征，特别是其阻尼系数与速度指数的变化规律与调控方法还有待深入分析。基于此，本文在理论分析的基础上，通过大量性能试验对粘滞阻尼器的性能进行了研究和优化。本文的研究内容如下： (1)通过对孔隙式粘滞阻尼器耗能机理的分析，修正了粘滞阻尼器阻尼力的力学模型。在阻尼孔为毛细孔的前提下，将阻尼器的速度指数与幂律流体介质的流动指数合二为一。 (2)通过改变粘滞阻尼器的阻尼介质和阻尼孔孔径等参数，对两个型号的阻尼器进行性能试验，得到了幂律流体阻尼介质的流动指数与粘度的经验公式。分析了流动指数随阻尼孔中流体速度变化的趋势，给出了阻尼孔中流体临界速度的确定方法和随阻尼介质粘度变化的规律。引入了等效流体指数与等效阻尼系数的概念，并对其实用性进行了探讨。 (3)研究了粘滞阻尼器阻尼孔面积组合原则和孔长、孔径对性能的影响。尝试对阻尼介质进行改性，对填充改性阻尼介质的粘滞阻尼器进行了性能试验研究。