橋梁鎖定裝置的特性研究.pdf

1、橋梁抗震技術(shù)日臻完善,從原始的被動(dòng)抗震到如今的主動(dòng)抗震,可以說(shuō)是橋梁抗震史上的一座豐碑。主動(dòng)抗震技術(shù)是指在橋梁上安裝某些特殊裝置,如調(diào)制質(zhì)量塊(TMD)、鎖定裝置(LUD)和阻尼器,通過(guò)這些裝置來(lái)保護(hù)橋梁,使其在地震或者大風(fēng)中不受毀壞或降低損壞程度,提高橋梁的抗震能力。
　　 論文的研究對(duì)象是橋梁鎖定裝置,即LUD(Lock-upDevice),通常安裝在橋面和滑移橋墩之間。當(dāng)橋梁正常變形時(shí)(如熱膨脹、緩慢蠕動(dòng)等),LUD不會(huì)產(chǎn)

2、生有害約束阻礙橋梁運(yùn)動(dòng)；當(dāng)橋梁發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)(如地震、牽引和緊急制動(dòng)等),LUD瞬間將橋面與滑移橋墩鎖死,固定橋墩將沖擊載荷通過(guò)與之固定的橋面?zhèn)鬟f給滑移橋墩,大大提高橋梁的整體抗震能力。
　　 現(xiàn)今,應(yīng)用最廣泛的LUD為阻尼式,其結(jié)構(gòu)主要包括小孔和間隙,故影響LUD特性的主要參數(shù)為小孔或間隙的尺寸以及工作介質(zhì)的特性。論文通過(guò)幾種基本結(jié)構(gòu)LUD的動(dòng)態(tài)特性仿真,分析仿真結(jié)果,得出這些參數(shù)如何影響LUD的工作性能,進(jìn)而優(yōu)化LUD的結(jié)構(gòu)

3、尺寸以及工作介質(zhì)的特性參數(shù)。LUD的結(jié)構(gòu)參數(shù)和介質(zhì)參數(shù)確定后,必須進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試,但是國(guó)內(nèi)的測(cè)試水平和實(shí)驗(yàn)設(shè)備均無(wú)法滿足很多大型LUD的測(cè)試需求,所以為了提高LUD合格率,在其樣品加工之前必須進(jìn)行仿真測(cè)試,分析仿真結(jié)果,從而進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　 因此,論文的重點(diǎn)是對(duì)已有型號(hào)LUD進(jìn)行特性仿真和測(cè)試仿真,采用MATLAB和ANSYSCFX進(jìn)行聯(lián)合仿真,前者通過(guò)理論分析求出控制方程(力平衡方程和流量控制方程),并在MATLAB

4、中建立數(shù)學(xué)仿真模型進(jìn)行求解；后者LUD的物理模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,在UG中建模并將模型導(dǎo)入.ANSYSICEM中劃分網(wǎng)格,再將劃分好的網(wǎng)格導(dǎo)入ANSYSCFX中,設(shè)置參數(shù)(如油液的密度,體積彈性系數(shù)等)進(jìn)行CFD仿真計(jì)算。
　　 論文主要利用MATLAB仿真得出影響LUD工作特性因素包括:油液體積彈性系數(shù)、油液動(dòng)力粘度、阻尼孔孔徑和活塞頭與缸筒之間的間隙。經(jīng)仿真求解得出油液動(dòng)力粘度增加、體積彈性系數(shù)增加、阻尼孔孔徑減小和間隙間隙,均