雙出桿孔隙式油-粉土粘滯阻尼器減震性能研究.pdf

1、雙出桿孔隙式粘滯阻尼器主要由粘滯介質以及活塞、導桿、液壓缸等部件組成。其構造簡單，密封性好，對結構的附加剛度不大，因而廣泛應用于橋梁和高層建筑中。
　　通過觀察粉土液化后的流動現象、分析現有粘滯阻尼器的研究成果，本文設計了一種同時含粉土和硅油的孔隙式粘滯阻尼器。其主要特點為：粉土的加入增大了原純油介質的粘度，不僅可提高阻尼器的阻尼力，而且使阻尼器具有速度型耗能為主和位移型耗能為輔的雙重作用；另外，粉土與硅油共同作用在一定程度上減輕

2、了傳統(tǒng)純硅油阻尼器的滲油問題。本文從阻尼器性能試驗、阻尼器滯回曲線擬合、有限元仿真計算及結構整體地震響應分析等方面對含有油-粉土的雙出桿孔隙式粘滯阻尼器進行了全面系統(tǒng)的研究。
　　首先，在已有研究基礎上，本文比較系統(tǒng)地闡述了粘滯阻尼器的類型和耗能機理；其次，本文在工業(yè)用液壓缸的基礎上加工改進，設計了活塞板上含有不同孔徑阻尼孔的雙出桿孔隙式阻尼器并在重慶大學大型振動臺試驗室進行了動力性能試驗，分析了阻尼器的耗能模型及其特點；然后以試

3、驗結果為基礎擬合其滯回曲線模型；繼而，利用計算流體力學軟件Fluent對阻尼器模型作進一步仿真模擬計算，研究影響油-粉土阻尼器耗能性能的因素及其影響規(guī)律；最后，分別建立有無粘滯阻尼器的整體結構模型，分析結構地震響應，研究阻尼器的耗能減震效果，檢驗其工程應用價值。
　　通過研究，本文得到以下結論：
　?、傧蚬栌椭刑砑臃弁聊軌虮容^明顯地增大阻尼器阻尼力，粉土與甲基硅油的混合物作粘滯介質具有較好的耗能性能。但是當粉土含量過多，則不

4、利于粘滯介質流動，因此粉土的含量要適量。
　?、诜弁恋募尤胧棺枘崃ν瑫r包含與位移相關的滯回力和與速度相關的粘滯阻尼力，將原本耗能為速度相關的阻尼器變成小位移時位移相關為主、大位移時速度相關為主的混合耗能機制。
　　③位移較大且不考慮捏縮效應時，由仿真模擬結果可以看出，粘滯阻尼器的耗能模型十分接近線性模型，阻尼力同速度之間近似為正比關系。同時模擬結果表明，活塞兩側的壓差阻力遠大于由小孔內流體和孔道間因摩擦產生的阻力。
　

5、　④時程分析結果顯示：相對于未安裝阻尼器的無控結構，有控結構的頂層位移時程、頂層最大位移等均有較明顯的減??；由此說明含粉土的阻尼器對結構的減震作用比較明顯。
　　綜上可知本文的幾個重要創(chuàng)新點如下：
　?、僭O計并驗證了一種新型的粘滯阻尼器——將粉土引入傳統(tǒng)粘滯阻尼器。試驗研究表明，該阻尼器上綜合了不同的耗能機理以達到混合消能的目標，體現了消能減震裝置設計的新思路。
　?、谟?粉土的混合物相互作用極其復雜，要準確分析研究其