论文部分内容阅读
众所周知,我国是地震多发国家之一,近几十年的地震已经对我们国家造成了不可估量的损失。然而,随着我国经济发展,建筑物不断向更高,跨度更大的目标建设,受地震作用下响应更大。因此,为了保证建筑物强震作用下不发生倒塌,需要对抗震减震手段提出更高的要求。磁流变阻尼器是磁流变智能减震器件的一员,是一种理想的半主动控制装置,具有出力大,响应迅速,连续可调等优点,已经成功应用到土木工程中。然而磁流变阻尼器存在无可避免的缺点:磁流变液容易沉降,性能不稳定;阻尼器常出现泄漏现象,这些不足严重制约了磁流变阻尼器的推广应用。针对磁流变阻尼器的不足,本文采用磁流变脂作为耗能材料替代磁流变液,改善沉降现象;创新性地提出运用粘弹性材料作为密封装置以解决磁流变阻尼器泄漏问题。基于该思路,结合相关规范,本文给出新型阻尼器的设计原则,确定了阻尼器构件尺寸,并通过有限元磁场分析,确定内部磁路形式,制成防泄漏磁流变脂阻尼器。由于防泄漏磁流变脂阻尼器引入粘弹性材料,而粘弹性材料相对较软在受阻尼器内部压强作用下将产生翘曲变形,本文分析粘弹性的翘曲变形对阻尼器性能的影响,引入磁流变阻尼力修正系数,结合粘弹性材料阻尼力计算模型建立防泄漏磁流变脂阻尼器的力学模型。之后本文进行防泄漏磁流变脂阻尼器进行密封试验,验证防泄漏磁流变脂阻尼器密封性能良好;对其进行性能试验,根据试验所得的滞回曲线中部呈凹陷现象,表明粘弹性材料翘曲变形对阻尼力有削弱作用,验证在建立力学模型时引入磁流变阻尼力修正系数的理论正确的,并根据试验结果拟合得出该阻尼器完成的力学模型,与试验结果对比表明该力学模型可以较好地反映防泄漏磁流变脂阻尼器力学特性。最后基于粘弹性变形导致防泄漏磁流变脂阻尼器出力下降,为了使得该阻尼器在获得更大行程时,减小粘弹性材料的变形,提出改进方法,即在粘弹性材料的设置钢圈以控制材料变形。通过有限元仿真计算,表明该改进思路是有效,防泄漏磁流变脂阻尼器可以适应更大行程时,粘弹性材料变形减小。