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分级屈服型金属阻尼器抗震性能研究 被引量:31
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作者 陈云 蒋欢军 +2 位作者 刘涛 鲁正 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期53-62,共10页
提出一种由两个不同尺寸的环形金属阻尼器套在一起形成的分级屈服型金属阻尼器。采用低周往复加载试验对其抗震性能进行了全面研究,揭示该阻尼器的分阶段屈服耗能机理与破坏机制,研究其滞回耗能性能、强度和刚度退化性能以及抗疲劳性能... 提出一种由两个不同尺寸的环形金属阻尼器套在一起形成的分级屈服型金属阻尼器。采用低周往复加载试验对其抗震性能进行了全面研究,揭示该阻尼器的分阶段屈服耗能机理与破坏机制,研究其滞回耗能性能、强度和刚度退化性能以及抗疲劳性能。试验结果表明,该阻尼器不仅有效实现分级屈服耗能,而且变形能力强、滞回环饱满稳定、抗疲劳性能优良。通过参数化有限元分析回归得到环形金属阻尼器的初始刚度修正系数,并提出计算分级屈服型阻尼器三折线骨架曲线性能点的计算公式,通过该计算公式获得的骨架曲线与试验结果吻合较好。同时,也可由阻尼器的性能需求确定其几何尺寸。该文的研究成果初步为该新型分级屈服型金属阻尼器在工程中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 金属阻尼器 分级屈服 低周往复加载试验 抗震性能 数值模拟
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环形Q235钢板阻尼器力学性能试验研究 被引量:19
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作者 陈云 刘涛 +1 位作者 蒋欢军 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期139-147,共9页
为提高金属阻尼器的变形性能和抗疲劳性能,提出一种环形Q235钢板阻尼器。设计并制作了5个环形Q235钢板阻尼器试件,通过低周往复加载试验,对其破坏机理、滞回规律和抗疲劳特性等力学性能进行了研究。结果表明:环形Q235钢板阻尼器能够实... 为提高金属阻尼器的变形性能和抗疲劳性能,提出一种环形Q235钢板阻尼器。设计并制作了5个环形Q235钢板阻尼器试件,通过低周往复加载试验,对其破坏机理、滞回规律和抗疲劳特性等力学性能进行了研究。结果表明:环形Q235钢板阻尼器能够实现多截面屈服,承载力退化小,具有大变形能力、稳定饱满的滞回环和优良的抗疲劳性能。以试验研究为基础,提出了环形Q235钢板阻尼器主要力学性能指标的计算式和恢复力模型,二者相结合能够实现通过阻尼器的基本材料性能和几何尺寸预测阻尼器的骨架曲线和滞回曲线,预测结果与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 金属阻尼器 拟静力试验 力学性能 恢复力模型
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O型钢板-高阻尼黏弹性复合型消能器的力学性能试验与分析 被引量:7
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作者 陈云 陈超 +2 位作者 蒋欢军 刘涛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期119-128,共10页
提出了一种由O型钢板金属阻尼器与高阻尼黏弹性阻尼器并联而成的复合型消能器,阐述了其构造形式和工作机理,对其进行了低周反复加载试验。研究结果表明:复合型消能器具有较强的变形能力和饱满的滞回曲线;其力学性能稳定,受加载频率影响... 提出了一种由O型钢板金属阻尼器与高阻尼黏弹性阻尼器并联而成的复合型消能器,阐述了其构造形式和工作机理,对其进行了低周反复加载试验。研究结果表明:复合型消能器具有较强的变形能力和饱满的滞回曲线;其力学性能稳定,受加载频率影响较小;该消能器兼具位移型阻尼器与速度型阻尼器的优点,小变形时,黏弹性阻尼器发挥主要的耗能作用,O型钢板金属阻尼器提供一定的附加刚度,大变形时,二者共同耗能;相比单一类型的消能器,该复合型消能器提高了阻尼力和抗震安全储备;采用Bouc-Wen模型建立了该消能器的力学模型,计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 金属阻尼器 高阻尼 黏弹性阻尼器 复合型消能器 力学性能 恢复力模型
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低频段负泊松比夹层结构减振设计与分析
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作者 张兆龙 朱翔 +1 位作者 李天匀 《声学与振动》 2021年第1期10-22,共13页
基于有限元方法,将负泊松比超材料应用于常见夹层结构,探究减振设计方案。在一定设计区域内,分别用不同比例的星形胞元进行周期排列,组成均匀刚度负泊松比夹层结构并进行谐响应分析,得出结构承载性、吸能性与刚度之间的关系,为了提升低... 基于有限元方法,将负泊松比超材料应用于常见夹层结构,探究减振设计方案。在一定设计区域内,分别用不同比例的星形胞元进行周期排列,组成均匀刚度负泊松比夹层结构并进行谐响应分析,得出结构承载性、吸能性与刚度之间的关系,为了提升低频振动衰减效果,提出变化刚度的设计思想。数值计算结果表明相比均匀刚度结构,变化刚度结构一方面拓展了具有减振效果的低频段频带范围,另一方面还一定程度降低了对应位置评价点的输出加速度级。因此胞元层刚度的合理配置有助于改善振动能量在传输路径上的分配,优化振动控制效果。 展开更多
关键词 负泊松比 超材料 均匀刚度 变化刚度 低频振动
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含压电分流阻尼的声学黑洞梁振动特性研究 被引量:4
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作者 朱翔 +1 位作者 李天匀 李敬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期113-119,135,共8页
针对声学黑洞梁结构,引入压电分流阻尼形成声学黑洞压电复合结构,采用半解析法对其振动特性进行分析。首先基于哈密顿原理,采用墨西哥帽状小波作为型函数,利用能量法对声学黑洞悬臂梁的自由振动和受迫振动进行求解,与有限元法结果吻合良... 针对声学黑洞梁结构,引入压电分流阻尼形成声学黑洞压电复合结构,采用半解析法对其振动特性进行分析。首先基于哈密顿原理,采用墨西哥帽状小波作为型函数,利用能量法对声学黑洞悬臂梁的自由振动和受迫振动进行求解,与有限元法结果吻合良好,验证了半解析法的可靠性。然后引入分流阻尼,通过等效介质法将分流阻尼等效为附加材料,利用其局域共振机制,分析了含分流阻尼的声学黑洞梁振动特性,从理论上分析了确定局域共振频率近似方法。压电分流阻尼可以通过调整电感值来使局域共振与结构共振产生耦合,从而使振动响应峰值产生衰减;另一方面适当的阻尼可以使振荡效应消失。针对第一阶共振峰值,设计出的含分流阻尼的声学黑洞梁比传统阻尼层声学黑洞梁的振动有明显衰减,为声学黑洞结构的低频振动控制提供了新的思路。 展开更多
关键词 声学黑洞 分流阻尼 半解析法 局域共振
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基于平面波展开法的声学黑洞梁弯曲波带隙研究 被引量:4
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作者 李敬 朱翔 +1 位作者 李天匀 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期32-40,共9页
为了进一步提高结构的减振能力,新型减振结构的研究已成必然趋势,声学黑洞作为连续幂律变截面结构,能较好地抑制结构中弯曲波的传播。为了扩展声学黑洞减振频带,本文考虑将声子晶体中周期性结构与声学黑洞结合,构造出以声学黑洞为原胞... 为了进一步提高结构的减振能力,新型减振结构的研究已成必然趋势,声学黑洞作为连续幂律变截面结构,能较好地抑制结构中弯曲波的传播。为了扩展声学黑洞减振频带,本文考虑将声子晶体中周期性结构与声学黑洞结合,构造出以声学黑洞为原胞的一维声子晶体梁。基于欧拉梁理论,推导了该声子晶体梁的弯曲波带隙的平面波展开计算方法,分析了该方法的收敛性。利用传递矩阵法验证了带隙计算结果,证明了推导理论的正确性和平面波展开法计算周期黑洞结构带隙的可行性。分析了黑洞材料参数变化对结构带隙特性的影响,结果表明:选择纵波波速较小的材料组成周期黑洞梁能得到低频带隙,调整结构中材料特性的差异能得到宽频带隙。 展开更多
关键词 声学黑洞 弯曲波 带隙 平面波展开 声子晶体 低频 振动 周期结构
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浮筏隔振系统动力学建模与软件开发 被引量:1
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作者 陈森 +2 位作者 朱翔 李天匀 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第4期14-20,共7页
现代舰船机电设备多采用大型浮筏隔振系统进行动力设备的隔振与冲击隔离。基于多刚体动力学理论,建立复杂空间多刚体系统动力学方程,可以用于浮筏系统方案设计阶段的摇摆、振动与抗冲击计算。首先建立各子系统的动力学方程,再通过各子... 现代舰船机电设备多采用大型浮筏隔振系统进行动力设备的隔振与冲击隔离。基于多刚体动力学理论,建立复杂空间多刚体系统动力学方程,可以用于浮筏系统方案设计阶段的摇摆、振动与抗冲击计算。首先建立各子系统的动力学方程,再通过各子系统的组装得到整个系统的动力学方程。系统的刚度和阻尼矩阵均可以通过方向余弦矩阵R、迁移变换矩阵T等矩阵之间的基本运算得到,无须矩阵求导和方程线性化。理论推导得到的质量、刚度矩阵和阻尼矩阵与有限元法生成的质量、刚度、阻尼矩阵完全一致,验证本方法建模的准确性。在此基础上,在MATLAB环境下用App Designer开发一款浮筏隔振系统静、动态分析软件,可对浮筏隔振系统的静力、摇摆、振动与抗冲击性能进行快速预报,结果与有限元法计算结果吻合良好。该软件有望解决浮筏隔振系统在初期设计阶段计算周期长且繁琐的难题。 展开更多
关键词 振动与波 浮筏隔振系统 多刚体动力学建模 隔振评估 抗冲击 软件开发
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周期声学黑洞结构弯曲波带隙与振动特性 被引量:3
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作者 李敬 +1 位作者 李天匀 朱翔 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第2期21-27,共7页
作为一种被动型波操控结构,声学黑洞能对弯曲波起到较好聚集作用,再结合阻尼层能更好抑制结构振动波的传播。从声子晶体角度通过周期性排列构造一种声学黑洞结构与基体结合的一维声子晶体结构,选取合适的晶胞,采用有限元法对周期排列的... 作为一种被动型波操控结构,声学黑洞能对弯曲波起到较好聚集作用,再结合阻尼层能更好抑制结构振动波的传播。从声子晶体角度通过周期性排列构造一种声学黑洞结构与基体结合的一维声子晶体结构,选取合适的晶胞,采用有限元法对周期排列的声学黑洞结构弯曲波带隙特性进行研究,对比分析8周期声子晶体梁与等长度的恒定截面梁及周期楔形梁的振动位移传递函数,讨论黑洞区域材料变化对带隙的影响。结果表明:该声学黑洞结构具有较好弯曲波带隙,在对应带隙及附近频带区间振动位移响应出现较大衰减,表明其抑制振动效果明显;在黑洞区域选择合适的材料可以使带隙向低频移动,同时使得带隙区间增多。 展开更多
关键词 声学 声学黑洞 声子晶体 有限元 带隙 传递函数
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