不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的有限元分析

研究不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的变化规律,为小比例隔震结构模型隔震层的相似设计提供依据。采用ABAQUS对不同尺寸的铅芯橡胶隔震支座进行有限元分析。在橡胶和薄钢板厚度按比例变化的情况下,分析了不同尺寸铅芯橡胶隔震支座在竖向荷载和剪切荷载作用下的力学性能,研究了竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度、屈服剪力、等效阻尼比等随铅芯橡胶隔震支座尺寸的变化规律.分析结果表明:竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度等随铅芯橡胶支座尺寸的增大而线性增大,等效阻尼比与铅芯橡胶支座的尺寸关系不大,支座屈服剪力与铅芯直径尺寸近似成二次抛物线变化的关系。     

四铅芯橡胶支座显式有限元分析及试验研究

采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析四铅芯橡胶支座(GZY700A、GZY800A)的非线性动态特性,建立四铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载进行数值模拟分析。同时,对4个四铅芯橡胶支座试件进行非线性力学性能试验,并与有限元数值模拟结果、理论计算结果进行对比分析。研究表明:有限元数值模拟结果与试验曲线吻合得较好。因此,采用显式有限元分析橡胶支座可以为确定多铅芯橡胶支座的动力分析提供计算方法。     

基于一种新型铅芯橡胶隔震支座的力学参数试验研究

通过对不同结构构造的铅芯橡胶支座进行水平动态力学试验,系统研究了铅芯橡胶支座动态力学性能与其结构构造及外加动载之间的关系。在支座直径、橡胶和薄钢板厚度不变的情况下,分析了不同倾角或曲率的铅芯橡胶隔震支座在竖向荷载和剪切荷载作用下的力学性能;研究了竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度、屈服力、等效阻尼比等的变化规律。研究结果表明,竖向刚度随倾角或曲率的增加呈减小趋势,水平等效刚度、屈服后刚度、屈服力、等效阻尼比随倾角或曲率的增加呈增大趋势;同时通过数值分析精确的验证了新型铅芯橡胶支座具有良好的减隔震效果。     

铅芯橡胶支座非线性动态特性的显式有限元分析

本文在分析铅芯橡胶隔震支座力学特性的基础上，提出了采用显式有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA来分析铅芯橡胶支座的非线性动态特性。建立铅芯橡胶支座的YEA（有限元）模型，针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载，进行了数值模拟分析，结果表明，利用有限元数值分析的结果与试验曲线基本吻合，从而为确定铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法，进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

铅芯橡胶支座性能试验对比研究

对基础隔震模型振动台试验中使用的铅芯橡胶支座性能进行了试验研究 ,在振动台试验前后分别对所使用的橡胶支座做了性能试验 ,研究了单个支座性能试验结果与模型中支座的性能关系。对振动台试验初始工况和模型经历数十个地震动输入工况后橡胶支座的性能作了研究。分析的主要参数有铅芯橡胶支座的屈服后水平刚度、屈服荷载及支座水平力 位移滞回曲线。分析结果可供采用铅芯橡胶支座的基础隔震房屋分析和设计时参考     

实时往复大变形下铅芯橡胶隔震支座力学性能试验研究

针对铅芯橡胶隔震支座在大变形多次实时往复荷载下力学性能退化问题,采用足尺铅芯橡胶隔震支座,通过高速压剪试验设备,对铅芯橡胶隔震支座进行了基本竖向力学性能试验、基本水平力学性能试验、多次不同大变形下实时加载水平力学性能试验,试验结果显示：铅芯橡胶隔震支座在实时往复多次大变形下,随着加载圈数的增加,隔震支座屈服力急剧下降,支座耗能能力降低,到试验结束时屈服力平均下降46.1%,加载圈数对屈服后刚度影响相对较小;实时往复大变形下测得的铅芯橡胶隔震支座屈服力在第2圈以后均小于采用国家标准试验方法得到的屈服力,试验结束时屈服力小于国家标准测到屈服力的43.8%,国家标准试验方法测得的屈服力与实际地震下铅芯橡胶隔震支座的屈服力相比偏小;铅芯橡胶隔震支座实时多次往复变形对其竖向刚度基本没有影响;铅芯橡胶隔震支座在实时往复大变形试验时其力学性能退化,静置一段时间后,其性能基本又恢复到实时往复大变形试验前的状态。     

铅芯叠层橡胶支座隔震体系及结构抗震性能分析

本文主要对(铅芯)叠层橡胶隔震技术进行论述,对(铅芯)叠层橡胶隔震支座的竖向和水平方向的性能指标进行了较为详细的论述,介绍了隔震结构和橡胶支座的数学计算模型,最后通过对一结构实例进行时程分析,对比了无隔震结构和基础隔震结构的性能表现。     

超低硬度橡胶隔震支座力学性能的有限元分析

对G值约为0.196 MPa、直径600 mm的超低硬度天然橡胶隔震支座(LNR)和铅芯橡胶隔震支座(LRB)在竖向压应力作用下进行了有限元(FEA)初步数字模拟研究。建立了支座的精细有限元模型,并对其基本力学性能的有限元计算结果与理论计算结果、试验结果进行了对比,吻合较好,侧面验证了计算模型的正确性。通过对LNR和LRB在竖向压力下的有限元数值分析模拟,研究了天然橡胶隔震支座内部钢板应力特征、内部橡胶应变特征、铅芯橡胶隔震支座中铅芯应力特征、铅芯与内部钢板及内部橡胶的相互作用机理。LNR支座FEA初步分析表明,因硬度超低,靠近孔壁处内部橡胶在竖向压应力下较早表现出较大非线性,内部钢板在孔壁处较早出现一定程度的应力集中。LRB支座FEA分析中表明,铅芯与内部橡胶、内部钢板相互作用明显。     

行车荷载作用下隔震双层连续梁桥的舒适度评价

连续梁桥安装铅芯橡胶支座后,由于铅芯橡胶支座的水平刚度较小,会减小桥梁的整体水平刚度,可能会影响桥梁的行车舒适度。为研究某隔震双层连续梁桥在行车荷载作用下的动力响应和行车舒适性问题,本文采用一般考虑剪切变形梁单元的三次Hermite插值函数,通过Matlab编程将车辆移动过桥时的荷载转换成梁各节点的荷载时程;然后用通用有限元程序ANSYS对行车荷载作用下隔震双层桥梁的动态响应进行时程分析。由于行车荷载主要引起桥梁的竖向振动,基本不会引起桥梁的水平振动;所以本文对其竖向振动的时程分析结果进行频谱分析,并对该隔震桥梁进行了行车舒适度评价。结果表明,该隔震桥梁满足舒适度要求。     

小尺寸铅芯橡胶支座力学性能试验研究

小尺寸铅芯橡胶支座因其优越的性能被广泛应用于设备设施隔震(振)需求,也常用于隔震结构缩尺模型试验中。定量把控小尺寸铅芯橡胶支座的力学性能是准确、定量评估隔震(振)结构动力响应的重要保证。然而,由于小尺寸铅芯橡胶支座的尺寸、形状系数等参数超出现行规范限制,其力学性能特性与普通铅芯橡胶支座有所不同,值得深入开展研究。本文设计并制作了4组小尺寸铅芯橡胶支座试件,通过试验研究不同形状系数试件在不同竖向压应力下的力学性能,评估现有理论计算公式适用性,并基于试验提出小尺寸铅芯橡胶支座力学性能的修正公式。研究成果可为定量分析小尺寸铅芯橡胶支座的力学性能,实现支座的精细化设计制作提供参考。