土木工程结构的SMA振动控制技术研究
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- 2021-04-27
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设计并制作了SMA耗能阻尼器。利用Brinson本构关系,基于热力学第一定律建立了该器件在恒温状态下的热力学非线性平衡方程组,并建立了方程组的二分解法,从而确立了该器件力学性能的理论分析方法。在温度为5℃的恒温状态下,采用正弦波位移控制的加载方式,对器件进行了不同加载频率、不同最大行程的阻尼性能试验测试,对实测数据的分析表明:(1)SMA耗能阻尼器具有优异的阻尼性能,其等效粘滞阻尼比为14%～33.56%;(2)等效阻尼比随器件最大行程的变化而变化,当最大行程为极限行程的二分之一时取得最大等效阻尼比;(3)阻尼比随加载频率的提高而降低,属于速度型阻尼器;(4)尽管多次循环中的滞回曲线存在着一定量的由下而上的整体漂移现象,但是滞回曲线的外形与大小及其等效粘滞阻尼比基本保持不变,说明器件具有较稳定的阻尼性能;(5)理论结果较好地吻合了试验结果,表明了文中建立的理论分析方法的正确性与适用性。最后,对一个安装有该耗能阻尼器的3层框架结构进行的EL-Centro地震响应的仿真计算结果表明:(1)框架的水平位移得到了显著的控制;(2)耗能阻尼器中SMA丝材长度的选择,对控制效果具有显著的影响,丝材过短可能会引起应变超过最大可恢复应变而引起器件受损,丝材过长可能会导致材料不能发生充分的相变而降低控制效果。
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