本文提出一種利用楔塊滑動(dòng)摩擦耗能的自復(fù)位阻尼器,該阻尼器由Ni-Ti形狀記憶合金（shape memory alloy,簡(jiǎn)稱SMA）桿和摩擦楔塊組成。與其它現(xiàn)有類型的基于SMA的自復(fù)位阻尼器相比,該阻尼器可顯著提高能量吸收能力。而且可以根據(jù)需要方便地調(diào)節(jié)阻尼器的強(qiáng)度和變形能力。為了驗(yàn)證新型阻尼器的耗能與自復(fù)位的能力及其在結(jié)構(gòu)中的抗震效果,本文對(duì)阻尼器進(jìn)行了一系列由局部到整體的研究。本論文具體工作如下:1、介紹了利用楔塊摩擦耗能的SMA自復(fù)位阻尼器構(gòu)造及力學(xué)模型。針對(duì)利用SMA提供反作用力和恢復(fù)力,楔塊在運(yùn)行過(guò)程中提供摩擦力,建立力學(xué)平衡方程,并在SMA本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)阻尼器位移推算出SMA的出力與楔塊的摩擦出力。2、對(duì)新型阻尼器進(jìn)行了性能試驗(yàn),考慮了一系列不同的加載制度,并進(jìn)行對(duì)比分析。試驗(yàn)表明新型的阻尼器可以表現(xiàn)出穩(wěn)定的滯回能量耗散響應(yīng)和可靠的自復(fù)位性能,阻尼器部件中未產(chǎn)生任何可見(jiàn)的損壞。試驗(yàn)結(jié)果還表明,新型阻尼器對(duì)不同加載方案不敏感,有良好的穩(wěn)定性。之后再對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)體建模有限元分析,得到了理想的模擬效果。整體而言,通過(guò)性能試驗(yàn)和模擬仿真驗(yàn)證了阻尼器的耗能能力和自復(fù)位效果。3... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖２－１結(jié)構(gòu)模型??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??器由ＳＭＡ棒自復(fù)位部分和楔形滑塊摩擦耗能部分組成，其中楔形滑塊的摩擦出??力與ＳＭＡ棒的出力成正比。阻尼器功能特性如下：①自復(fù)位功能，外力作用結(jié)??束后ＳＭＡ棒可以使楔塊回到原位置；②較強(qiáng)的能量耗散功能，可以有效減少結(jié)??構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)；③克服了靜摩擦與動(dòng)摩擦的界線，獲得了穩(wěn)定的摩擦耗??能能力。??出力?出力?出力??位移?￣￣￣?—?＾位移??ＳＭＡ超彈性曲線（不考慮耗能）?摩擦耗能曲線模型?阻尼器復(fù)合曲線模型??圖２－２理想力－變形模型示意圖??２．３試驗(yàn)研究??２．３．１試驗(yàn)尺寸設(shè)計(jì)??試驗(yàn)?zāi)康模海ǎ保?yàn)證新型阻尼器的坡面摩擦機(jī)制與ＳＭＡ材料進(jìn)行組合工作??的性能；（２）考察楔塊摩擦阻尼器能否得到預(yù)期的、較飽滿的、可恢復(fù)的滯回曲??線。??根據(jù)之前所述的阻尼器設(shè)計(jì)原理，如圖２－３和圖２－４，加工制作了阻尼器試??件。試件的四個(gè)摩擦楔塊由Ｑ２３５Ｂ鋼制成，屈服強(qiáng)度為２３５ＭＰａ，楔塊是使用銑??床加工的。組裝好的阻尼器總長(zhǎng)度為２１０ｍｍ，高１６０ｍｍ，厚７０ｍｍ；各楔形滑??塊間的接觸斜面與水平面的夾角為ａ?＝４５°?，稱為主坡面傾角；“Ｖ”型摩擦接觸??斜面的角度３?＝１１．３°，稱為副坡面傾角；試件使用的兩根形狀記憶合金棒是由鎳??鈦合金制成的，直徑為７．５ｍｍ，單根總長(zhǎng)度為２５５ｍｍ，凈長(zhǎng)度為１８５ｍｍ，兩側(cè)??為螺紋段；安裝前，先對(duì)ＳＭＡ棒進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行訓(xùn)練使其性能達(dá)到穩(wěn)定狀??態(tài)。??圖２－５為阻尼器的試驗(yàn)裝置，將試件放置在剛性試驗(yàn)臺(tái)上，并承受垂直布置??的ＭＴＳ施加的壓縮－卸載反向力。通過(guò)連接到ＭＴＳ的稱重傳感器記錄試件的出??力，并測(cè)量楔塊Ｉ和

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??兩??（ａ）楔塊１１１和ＩＶ?（ｂ）楔塊Ｉ和ＩＩ??圖２－３楔塊加工尺寸圖（ｍｍ）??／螺紋部分????；＜＾??＾?，?Ａ?／有效截面部分??ｒ＼ｙｉ??ｃｊ?ｍ?ｉｖ??Ｉ＾Ｖｊ??／螺紋部分??圖２－４阻尼器組裝示意圖??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鉸支桁架-框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與性能研究[J]. 蔣慶,王瀚欽,馮玉龍,種迅.  工程力學(xué). 2019(03)
[2]摩擦耗能型SMA桿自復(fù)位梁柱節(jié)點(diǎn)滯回性能分析[J]. 李燦軍,周臻,謝欽.  工程力學(xué). 2018(04)
[3]不同直徑NiTi形狀記憶合金棒材的超彈性試驗(yàn)研究[J]. 王偉,邵紅亮.  結(jié)構(gòu)工程師. 2014(03)
[4]EPS顆粒輕質(zhì)混合土的蠕變模型及其有限元二次開(kāi)發(fā)[J]. 高洪梅,陳國(guó)興.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)
[5]形狀記憶合金超彈性分段線性模型及其阻尼特性[J]. 鄭繼周,張艷.  振動(dòng)與沖擊. 2012(03)
[6]基于頻率效應(yīng)的超彈性形狀記憶合金本構(gòu)模型[J]. 任文杰,李宏男,宋鋼兵.  工程力學(xué). 2008(09)
[7]SMA復(fù)合摩擦阻尼器性能的試驗(yàn)研究[J]. 薛素鐸,石光磊,莊鵬.  地震工程與工程振動(dòng). 2007(02)
[8]在ABAQUS中開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)Duncan-Chang本構(gòu)模型[J]. 徐遠(yuǎn)杰,王觀琪,李健,唐碧華.  巖土力學(xué). 2004(07)
[9]板帶鋼熱連軋及微觀組織演變非線性三維仿真[J]. 李 平,莊 茁,李殿中,黃成江.  力學(xué)與實(shí)踐. 2002(03)

碩士論文
[1]ABAQUS用戶材料子程序開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[D]. 楊曼娟.華中科技大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3035918