钢筋混凝土圆柱等效阻尼比及在桥梁抗震分析中的应用

基于对50根弯曲破坏钢筋混凝土圆柱低周反复试验结果的分析,建立了完整滞回环的数学表达式并推导得出等效阻尼比计算模型;以双柱墩桥梁为例,说明了建立桥梁整体结构等效阻尼比与墩柱端部塑性铰等效阻尼比关系的方法。研究表明,完整滞回环数学表达式较好地反映了弯曲破坏钢筋混凝土圆柱的滞回特性,得到的等效阻尼比模型计算结果与试验结果符合较好;采用建立的桥梁整体结构等效阻尼比与墩柱端部塑性铰等效阻尼比的关系进行pushover分析更能反映实际情况。采用等效阻尼比模型算得的目标位移与基于Rosenblueth模型和Kowalsky模型算得的位移之间存在较大差距。     

废旧轮胎颗粒-砂混合物的水平循环剪切特性试验研究

对废旧轮胎颗粒-砂混合物进行水平循环剪切试验,研究竖向荷载、轮胎颗粒含量以及轮胎颗粒尺寸3种因素对混合物的等效动剪切模量和等效阻尼比的影响.结果表明:竖向荷载越大,轮胎颗粒与砂混合物的动弹模量越大,等效阻尼比越小;轮胎颗粒含量增加,混合物的等效动剪切模量与等效阻尼比并不是都呈单调变化;试验中,在相同条件下,小粒径的轮胎颗粒与砂混合物的动弹模量相对要小,等效阻尼比要大一些.上述的试验结果给废旧轮胎颗粒-砂混合物在工程应用提供一定的参考.     

基于位移的钢筋混凝土框架结构整体等效阻尼比模型

现有针对钢筋混凝土框架结构的等效阻尼比公式大多使用简化的单自由度滞回模型等效推导得出,难以充分反映结构的整体非线性滞回特征。按现行抗震规范设计了66个不同层数和跨度的规则钢筋混凝土框架结构,并对其进行单向推覆分析,选出其中主要通过梁铰变形耗能的51个结构进行往复推覆分析,基于等能量耗散原则建立了适用的整体等效阻尼比模型,分析表明,基于该等效阻尼比的结构位移需求预测值总体偏低。为此,进一步通过动力时程分析对其进行修正,采用修正后的整体等效阻尼比模型进行拟静力非线性分析,所得结果与时程分析得到的平均最大位移基本一致,说明该模型具有较好的适用性,可以更好地反映结构整体耗能特性。     

粘滞阻尼器与金属屈服耗能器的设计参数与性能比较

非线性粘滞阻尼器和无粘结支撑等金属屈服耗能器是今后结构抗震设计与加固的主要手段之一．针对这两类耗能装置,根据基本的模型参数将非线性的耗能特性转化为线性条件下的等效阻尼比,考察各基本参数的影响情况和合理的参数值,并分析了框架剪力比等结构设计中的重要参数．再通过单自由度系统的动力时程计算,分析了阻尼耗能与滞回耗能的能量耗散情况．结果表明,金属屈服耗能器一定程度上改变了结构的动力特性,能显著减小结构的总能量输入,并减小对结构的延性需求,在等效阻尼比接近的情况下具有比粘滞阻尼器更突出的耗能性能．     

天然橡胶支座(LNR)的等效阻尼比试验研究

简要论述了天然橡胶支座(LNR)的力学特性,通过不同温度、不同压应力、不同应变的相关性压剪试验研究了天然橡胶支座等效阻尼比的温度、压应力、应变相关性.试验结果表明常规条件下天然橡胶支座等效阻尼比在2%～3%之间,结合日本的相关资料及设计方法,隔震设计中可不考虑天然橡胶支座的粘滞阻尼.     

弹塑性SDOF体系地震输入归一化等效速度谱

为了确定弹塑性单自由度( single degree of freedom, SDOF)体系地震输入能,分析了中美场地土剪切波速转换关系,将从美国PEER地震记录数据库选取的220条强震记录按中国场地土类型进行分类,基于能量平衡原理,采用归一化方法,建议了一种基于复合强度指标的弹性SDOF体系三段式等效速度谱。分析了5类场地土条件下SDOF体系系统参数对地震输入等效速度谱的影响。研究结果表明：刚度折减系数对等效速度谱无明显影响;延性系数和阻尼比增大均对等效速度谱峰值和下降段衰减速度有削弱作用。综合考虑各类影响因素,通过参数多次拟合,得出弹性SDOF体系归一化等效速度谱峰值段及下降段修正系数,提出了一种适用于我国场地土类型、可直接供设计使用的弹塑性SDOF体系归一化等效速度谱确定方法,并验证了其有效性。     

应用于榫卯节点加固的扇形黏弹性阻尼器有限元分析

为提升传统木结构建筑的抗震能力,研发一种用于榫卯节点加固的扇形黏弹性阻尼器。先介绍了2种形制不同的阻尼器(SX-1和SX-2)的构造,并对其工作机制进行分析,利用ABAQUS进行数值模拟,通过对比分析2种扇形阻尼器在反复荷载下的滞回曲线饱满程度、耗能系数及等效黏滞阻尼比,研究阻尼器的变形性能和耗能特性。结果表明：阻尼器构造合理,滞回面积、耗能系数及等效阻尼比均随幅值的增加而增大;位移加载幅值较小时,SX-1和SX-2试件的耗能系数及等效阻尼比的数值均较小;SX-2形制的扇形黏弹性阻尼器滞回曲线更饱满,耗能能力强,具有较大的变形能力;SX-2形制的黏弹性橡胶阻尼器的耗能系数及等效阻尼比相较于SX-1阻尼器均得到提高,SX-2阻尼器耗能能力得到加强,能够更加有效地提高传统穿斗木构架的抗震能力。     

循环载荷下形状记忆合金丝力学性质试验研究

通过不同变形速率下的形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)丝的加卸载循环试验,研究了循环次数、变形速率对SMA力学性质的影响。结果表明:加卸载循环试验中SMA丝的相变应力、残余应变、等效阻尼比等参数均随着循环次数的增加而减小,SMA各力学参数随循环次数的持续增加趋于稳定;随变形速率增加,SMA马氏体正相变应力和等效阻尼比增加,马氏体逆相变应力逐渐减小,当速率持续增加至一定范围时,SMA的力学性质对速率的敏感性降低;加卸载循环训练期间的变形速率对稳定后SMA的力学性质影响不显著。此结果可为SMA的循环训练和SMA阻尼器的设计提供参考。     

基于等效线性化方法的软钢阻尼器结构设计方法

结构进行消能减震设计的关键是准确合理估计消能器的动力行为,位移型消能器的等效刚度及其附加给结构的有效阻尼比与结构位移大小有关.该文提出一种基于等效线性化方法的消能减震结构设计方法,该方法可迭代计算出消能器的等效刚度及其附加给结构的有效阻尼比,从而可采用基于弹性理论的振型分解反应谱法计算消能减震结构的地震反应,并采用一工程实例验证了该设计方法的正确性与有效性.     

自阻尼叠层橡胶隔震支座阻尼特性及恢复力模型

对西安建筑科技大学研制的自阻尼叠层橡胶隔震支座的阻尼特性及恢复力模型进行了分析，提出了等效阻尼的近似计算方法，并与试验结果进行了对比分析，给出了不同类型隔震支座共同作用时阻尼比的合理取值．     

Influence of Structural Parameters of Turbocharger Floating Bearing on Its Dynamic Characteristic Coefficients

The structure parameters in an actual industrial production have a great influence on the coefficient of supercharger floating bearing dynamic characteristics,but there has been little systematic study so far. In this paper, the influence of structural parameters of the turbocharger floating bearing on its dynamic characteristic coefficientsis systematically investigated based on the theories of hydrodynamic lubrication and tribology. The influence of clearance ratio on eccentricity and the influence of internal to external radius ratios, and Sommerfeld number were analyzed.A new formula of responding characteristics of the oil film force caused by the displacement or velocity disturbance was deduced near an equilibrium in the steady state. Applying the newly developed formula, the dynamic characteristic was studied for floating bearings. Regularity for change of oil film stiffness and damping was analyzed with the structural parameters of floating bearing such as radius ratios and eccentricity.It has been found that the clearance ratio increases with eccentricity when the radius ratio is unchanged.The eccentricity decreases with the internal to external radius ratio of floating rings when the clearance ratio is constant.The absolute value of total principal stiffness and total main damping decrease with the clearance ratio and radius ratio of floating rings when the total cross damping is stable. The results and findings in this paper can contribute to nonlinear dynamics designs of turbocharger rotor-bearing systems.     

土动模量的退化和阻尼比变化

针对双曲线关系不能很好地拟合土动模量随动力作用水平的退化,及Hard in和D rnevich的确定阻尼比的公式低估了动力作用水平低于一定值时的阻尼比的问题,基于3种黏性土动模量的试验结果,提出了一个能很好拟合动模量退化的数学关系,式中所包括的参数少且容易确定.研究了固结压力对动模量退化的不可忽视的影响,提出了一个确定阻尼比的改进公式.上述成果可以合理地确定动力分析中土的动模量和阻尼比,提高分析结果的可信性.     

TMD—结构系统的按规范抗震设计方法

假设ＴＭＤ对被控结构的影响归结为增加调谐结构振型的阻尼；提出了结构等效阻尼比的概念和计算方法。推荐了以应谱修正的一个公式；并把在已知结构上ＴＭＤ系统的优化设计叙述为约束规划问题，在此基础上我出了ＴＭＤ系统系统的抗设计步骤，并以一个数字例子说明其应用。     

SDOF—TMD控制系统能量响应特性与能量谱研究

目的研究弹性单自由度（SDOF）结构调谐质量阻尼（TMD）控制系统的能量响应特性和控制系统的能量谱变化规律．方法采用地震激励下结构位移均方值最小为优化目标的TMD最优参数表达式,基于相对能量计算公式,并考虑了TMD子结构的不同频率比、质量比和阻尼比等参数摄动来分析控制系统能量谱变化规律．结果在El centro地震作用下,TMD能较好地控制主结构的各项能量响应．TMD控制系统在短周期0—0．5s和长周期3．2—4s范围内,系统能量对TMD参数变化不敏感;在1．0～3．2s范围内,质量比越大,其动能、势能和输入能的控制效果越好,且存在最优调谐频率比;控制系统的能量反应对TMD子结构的阻尼比变化不敏感．结论TMD需要积累较大的能量才能对结构有较好的控制效果,TMD子结构参数是影响TMD控制系统能量谱变化规律的重要指标．     

大跨度斜拉桥纵向塔梁阻尼器阻尼性能识别

为科学地监测和预测实际运营中大型阻尼器的性能演化,将斜拉桥主梁在自然环境中的纵向振动等效为单自由度体系随机激励下响应问题,推导出白噪声激励下响应功率谱.通过在桥上和阻尼器上安装低频加速度传感器,在3 a时间内3次对实桥纵向振动的重复试验,并采用离散小波变换方法提取主梁纵向低频振动成分,按最小二乘法原理与白噪声激励下的响应功率谱公式拟合,近似得出纵向振动的系统阻尼比参数.试验结果表明:斜拉桥体系简化后,能够准确识别纵向振动的系统阻尼比;相比传统滤波方法,离散小波对信号分解重构后能够更加准确地保留低频成分;系统阻尼比衰减表明苏通大桥的塔梁阻尼器性能在缓慢退化.定期运用该方法对大型的塔梁阻尼器进行现场试验,能够在不中断交通的情况下更好地指导阻尼器的养护管理,保障大跨度斜拉桥的正常运营.     

Experimental Investigation on the Dynamics of Pipes Conveying Fluid Based on Strain Gauge Test

基于应变测试的输流管动力学特性实验研究

赵云龙,车驰东,周勇

（上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院）

创新点说明：

在假设流体阻尼和结构阻尼的基础上,推导了简支输流管道弯曲振动方程,同时计入了流动及科氏加速度的影响,并利用伽辽金法对方程进行求解。随后,基于应变测试的方法对空管和输流管分别进行了模态识别,并测量了流体的等效粘性阻尼系数。

研究目的：

船舶管路系统为船舶动力系统提供工作所必须的水、油等,其动力学特性对于船舶动力系统的可靠性及船员的适居性有很大的影响。本文对输流管的动力学特性进行分析,为输流管道的可靠性研究提供理论依据

研究方法：

本文的理论分析采用了伽辽金法,实验是采用应变测试的方法

结论：

输流管的固有频率和阻尼比均小于空管,但两者振型区别不大;管道的初始形变大小对于结构的阻尼比和流体等效粘性阻尼系数的影响很大;在大变形下,流体的存在会减小系统的等效阻尼。

关键词：输流管;模态识别;应变测试;阻尼比

     

消能装置在相邻结构减震控制中的应用

在等效线性化的基础上,推导了消能装置连接的2单自由度相邻结构体系在金井清谱激励下的随机响应计算公式,研究了该减震体系的适用范围,认为该体系宜在子结构频率相差较大且地面运动的能量分布较为分散时采用;通过128个非线性时程分析的实例,对该结论进行了验证．同时考察了消能装置等效刚度和等效阻尼对减震效果的影响,得出结论:消能装置的等效刚度宜选择较小值,等效阻尼存在最优范围,并非越大越好．     

电厂粉煤灰筑坝的物理力学性质研究

介绍四座电厂粉煤灰作为筑坝材料的物理性质,静力强度指标,动力液化强度及动剪模和阻尼特性.     

竖弯涡振控制的调谐质量阻尼器TMD参数优化设计

针对传统调谐质量阻尼器(TMD)的参数优化方法中无法考虑涡激气动力的气动阻尼和气动刚度效应这一问题,通过“类半带宽法”识别线性涡激力模型中相关气动参数,提出考虑涡激力气动阻尼和气动刚度效应的TMD参数优化设计理论模型.以厦漳跨海大桥为工程背景优化设计了用于涡振控制的TMD参数,研究涡激力气动阻尼和气动刚度对TMD最优频率比和阻尼比的影响,并通过风洞试验验证了TMD的涡振控制效果.研究发现,涡激力的气动阻尼和气动刚度效应会对用于涡振控制的TMD最优频率比和阻尼比产生一定的影响,从而影响最终的涡振控制效果.