形状优化的菱形开孔剪切型金属阻尼器减震性能

• 作者: 张令心 朱柏洁 王涛
• 来源期刊: 沈阳建筑大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 剪切型金属阻尼器 等强度线 形状优化的菱形开孔 减震性能
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 土木工程
• 页码范围: 655-665
• 页数: 11页
• 分类号: TU375.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11717/j.issn:2095-1922.2018.04.10

摘要

目的 为解决传统开长缝的剪切型金属阻尼器应力集中以及焊接产生的热效应影响,提高阻尼器耗能能力,提出一种采用等强度线优化开孔形状的菱形开孔剪切型金属阻尼器.方法 根据弹塑性力学理论寻找耗能单元截面在受弯、受剪条件下屈服强度相等的曲线,将该等强度曲线所围成的四边形作为对阻尼器耗能板的开孔形状,并推导了阻尼器弹性等效刚度与屈服强度的设计公式;对阻尼器耗能单元进行材料试验,基于真实的材料本构关系数据建立了精细化有限元数值仿真模型,模拟其低周往复加载的力学性能,分析阻尼器的变形模式与耗能能力,并比较了开长缝和开优化形状菱形孔阻尼器的减震性能.结果 屈服强度的仿真结果与计算结果误差小于2％,刚度误差小于1％;相比传统的开长缝钢板阻尼器,形状优化的菱形开孔阻尼器累积等效塑性应变最大值减小为24.3％～37.5％;加载位移角小于1/20工况时,耗能未明显提升;加载位移角超过1/20工况时,形状优化的菱形开孔阻尼器单位体积耗能率增加多至32.9％.所建立的有限元模型是基于真实材性试验数据给出的,能更好地反映阻尼器金属的力学行为;设计公式计算结果与数值仿真结果吻合较好,可作为该类阻尼器的设计公式.结论 与开长缝的钢板阻尼器相比,形状优化的菱形开孔阻尼器的强度随着滞回行为而稳定强化,具有良好的低周疲劳性能与稳定的耗能能力,塑性变形分布更加均匀,最大累积等效塑性应变明显减小.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张令心		52	492	12.0	21.0
2	王涛		48	108	5.0	10.0
3	朱柏洁		6	18	2.0	4.0