低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器耗能性能與疲勞性能研究.pdf

1、被動(dòng)耗能減振元件能夠很好的控制結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，因此廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中。鋼剪切板阻尼器作為其中的一種類型，利用鋼材的塑性變形來(lái)耗散能量，這種阻尼器相對(duì)于其構(gòu)造尺寸來(lái)說(shuō)有著很好的耗能能力，并且造價(jià)低廉，但是利用傳統(tǒng)低碳鋼制造的阻尼器有著非常明顯的缺點(diǎn)，即在小震作用下，該類型阻尼器很難達(dá)到塑性狀態(tài)，從而耗能效果不明顯。為了克服該缺點(diǎn)，本文對(duì)采用低屈服點(diǎn)鋼的剪切板阻尼器進(jìn)行了有限元模擬和試驗(yàn)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)對(duì)三種國(guó)產(chǎn)

2、的低屈服點(diǎn)鋼 LYP100、LYP160和LYP225制作的標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)單調(diào)拉伸試驗(yàn)，獲得三種材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線及彈性模量、屈服強(qiáng)度等材料參數(shù)，表明低屈服點(diǎn)鋼具有很好的塑性變形能力。根據(jù)材料參數(shù)，選擇不同的強(qiáng)化模型進(jìn)行有限元模擬，結(jié)果表明：當(dāng)核心板采用混合強(qiáng)化模型時(shí)，模擬效果較好，為后續(xù)模擬提供依據(jù)。
　　(2)利用Abaqus對(duì)不同構(gòu)造形式的剪切板阻尼器的滯回性能進(jìn)行分析，通過(guò)滯回曲線、骨架曲線和等效粘滯阻尼系數(shù)曲線的綜

3、合分析，獲得無(wú)加勁肋和焊接加勁肋剪切板阻尼器的臨界高厚比，以及核心板材料強(qiáng)度對(duì)阻尼器性能的影響。結(jié)果表明：核心板材料強(qiáng)度對(duì)無(wú)加勁肋剪切板阻尼器耗能性能基本無(wú)影響，對(duì)焊接加勁肋剪切板阻尼器有少許影響。
　　(3)提出并設(shè)計(jì)出四種新的阻尼器——摩擦型加勁肋剪切板阻尼器，利用Abaqus對(duì)其滯回性能進(jìn)行有限元模擬分析，并與無(wú)加勁肋剪切板阻尼器進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：四種摩擦型加勁肋均能對(duì)剪切板阻尼器的耗能性能有著不同程度的提升，其中雙面“井

4、字形”摩擦型加勁肋布置形式的提升效果最好。
　　(4)設(shè)計(jì)并制造三個(gè)無(wú)加勁肋剪切板阻尼器，進(jìn)行不同幅值下的等幅循環(huán)加載試驗(yàn)，考察該種阻尼器的疲勞性能。對(duì)阻尼器的滯回曲線、等效粘滯阻尼系數(shù)、初始彈性剛度、最大水平力、承載力退化系數(shù)、剛度退化以及耗能曲線進(jìn)行分析總結(jié)，結(jié)果表明：不論加載幅值的大小，該種形式阻尼器均表現(xiàn)出良好的疲勞性能，即使其達(dá)到了疲勞破壞狀態(tài)，仍然具有足夠的承載力和剛度儲(chǔ)備，并且幅值大小對(duì)于阻尼器性能的發(fā)揮影響很小。根