【摘 要】
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单颗粒冲击阻尼器碰撞时会产生较大噪音与冲击力,对设计参数变化敏感,因此研究人员用许多等质量小颗粒代替单一固体质量块,从而产生了颗粒阻尼器。颗粒阻尼器以增加结构阻尼为目的,是一种附加质量式的被动阻尼器。该阻尼器在主体结构的某些有限封闭空间内填充微小颗粒,通过颗粒之间的撞击和摩擦,消耗系统振动能量,具有耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感以及适用于恶劣工作环境等优点。为了明晰颗粒阻尼器的减振性能,本文
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单颗粒冲击阻尼器碰撞时会产生较大噪音与冲击力,对设计参数变化敏感,因此研究人员用许多等质量小颗粒代替单一固体质量块,从而产生了颗粒阻尼器。颗粒阻尼器以增加结构阻尼为目的,是一种附加质量式的被动阻尼器。该阻尼器在主体结构的某些有限封闭空间内填充微小颗粒,通过颗粒之间的撞击和摩擦,消耗系统振动能量,具有耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感以及适用于恶劣工作环境等优点。为了明晰颗粒阻尼器的减振性能,本文采用高50cm和高75cm的铝制框架结构为研究对象,设计制作了颗粒阻尼器。通过试验,计算添加颗粒阻尼结构的自振频率。通过振动台试验,研究了结构在简谐波和地震波下的振动特性,得出振动曲线,分析了阻尼器中颗粒的材料、大小、质量等参数对颗粒阻尼器减振效果的影响。结果表明:(1)颗粒阻尼器能够降低结构在振动时的位移。(2)采用不同质量和不同直径球体的颗粒阻尼器对结构减振的效果有所差异。(3)在不规则波作用下,颗粒阻尼器减振效果良好,结构顶端位移和加速度均有明显下降。(4)在不同高度的框架下,框架本身有不同的自振频率,因此在振动台上选用不同的简谐波进行振动。阻尼颗粒的质量和直径对结构的自振频率有一定影响。质量越大,框架自振频率越小,但整体与不装颗粒阻尼的同一高度的框架频率相似。(5)在不同高度框架的试验中,无论钢珠还是铅珠作为阻尼颗粒,都能显著降低结构的位移,且存在最优效果的颗粒阻尼。(6)在质量一定的情况下,颗粒阻尼器不同的直径和材料对结构减振效果相近。颗粒阻尼选用的质量对结构的减振效果更为明显。(7)附加颗粒阻尼的框架在各种地震波下都有较好的减振效果。在地震波作用下,颗粒阻尼器减振效果良好,在振动时,结构位移和加速度均有所下降,在振动停止后,结构更为迅速趋向于稳定。(8)同等质量下,颗粒阻尼性能优于粘滞阻尼,颗粒阻尼器明显体积更小,取用更为方便,布置更为灵活。
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