SMA复合型隔震橡胶支座力学性能及其应用研究
发布时间：2021-10-09 20:12
地震的发生对作为生命线的桥梁造成的损伤极大,我国有很多已建及在建的桥梁。鉴于桥梁的良好发展,如何提高并评估桥梁的抗震能力具有重要的意义。为了优化桥梁的抗震性能,利用形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性效应,将其与LRB相结合形成一种复合型隔震橡胶支座,并将该种新型支座应用于隔震连续梁桥中。本文的研究主要包括以下内容:（1）SMA-隔震橡胶支座力学性能的试验研究:先研究了SMA丝的力学性能,主要包括应变幅值、加载速率及SMA丝直径材质的影响,并确定了其本构模型及相关参数;再对SMA-LNR及SMA-LRB进行SMA丝不同布置方式、布置数量的力学性能试验研究并确定了其滞回性能曲线,同时对两种支座与未配置SMA丝的支座进行力学性能参数的对比分析,结果表明双线交叉布置方式比单线交叉布置方式能够作出更大的贡献,与隔震橡胶支座相比复合型隔震橡胶支座具有更好的性能。（2）SMA-隔震橡胶支座的有限元模拟:先采用有限元软件ANSYS对SMA、LNR和LRB进行模拟并对模拟方法的正确性进行了验证;再将隔震橡胶支座和SMA模拟的本构模型进行叠加得到复合支座的模型并与试验结果进行对比验证了本构模型的正确性;最...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁支座的破坏
（c）SMA-隔震橡胶支座布置示意图 图 1-2 SMA 本构模型及 自 20 世纪 90 年代初以来，国外对 SM年 Alam[20]等人对比研究了地震动下分别采隔震橡胶支座（SRB）的一座三跨连续梁采用 HDR 的桥梁主梁震后残余变形大于用 HDR 的桥梁的主梁加速度、支座变形和年 Hedayati Dezfuli[21]等人提出了一种采用天然隔震橡胶支座，其中 SMA 丝分别采支座上（如图 1-3 所示），并采用有限元软结果表明 FeNiCuAlTaB 材质的 SMA 丝的大的剪切位移；两种 SMA 丝布置的 SMA自复位能力具有改善的效果。2015 年 Hed
应变幅值 6%，进行相同直径不同材料、同种材料不同直径的对比；（5）在加载速率为 6mm/min、应变幅值为 6%的条件下，对各种材质直径的 SMA丝进行拉断试验。表 2-1 试件材料特性种类直径（mm）上平台应力（MPa）≥400抗拉强度（MPa）≥550相变温度（℃）Ti-50.0t%Ni 2.5 349.5 1162.6 20Ti-50.9t%Ni 1.0 475 687 5Ti-50.9t%Ni 1.5 435 695 5Ti-50.9t%Ni 2.5 435 698 4NiTiCu 1.0 455 690 5NiTiCu 1.5 445 698 4NiTiCu 2.5 435 692 4
【参考文献】：
期刊论文
[1]形状记忆智能复合材料的发展与应用[J]. 蒋建军,胡毅,陈星,王林文,任恩毅,高新宇,邓国力. 材料工程. 2018(08)
[2]Ti-Ni基形状记忆合金的特性及应用研究进展[J]. 冯辉,贺志荣,刘康凯,杜雨青,冀荣耀. 铸造技术. 2018(06)
[3]SMA铅芯橡胶支座在墩底隔震桥梁设计中的应用[J]. 关青锋,李凤影,潘启明,孙培扬,陈逸彬. 工程建设. 2018(06)
[4]NiTi形状记忆合金丝力学性能试验研究[J]. 张明明,王社良,张世民,杨涛,袁磊. 力学季刊. 2016(04)
[5]SMA-叠层橡胶复合隔震支座耗能能力的影响因素研究[J]. 王锦力,牟善鑫,刘海卿. 地震研究. 2017(01)
[6]基于云图法的规则桥梁概率地震需求模型[J]. 马海滨,卓卫东,林杰,邢文杰,谷音,孙颖. 工程力学. 2016(S1)
[7]桥梁概率地震需求分析中的地震动强度指标选择研究[J]. 陈敏. 工程与建设. 2016(03)
[8]基于概率地震需求模型的隔震桥梁易损性对比[J]. 何双,赵桂峰,马玉宏,崔杰,谢礼立. 地震工程与工程振动. 2014(06)
[9]减隔震支座在桥梁设计中的应用[J]. 张刚卫. 山西建筑. 2014(31)
[10]基于概率性地震需求模型的桥梁易损性分析[J]. 郑凯锋,陈力波,庄卫林,马洪生,张建经. 工程力学. 2013(05)
硕士论文
[1]SMA-叠层橡胶支座低周往复荷载试验及其在近断层桥梁减隔震中的应用研究[D]. 郭大伟.东南大学 2016
[2]新型SMA橡胶隔震支座性能及在网壳结构中应用的研究[D]. 谭彦.广州大学 2015
[3]强震下基于SMA智能隔震支座的结构半主动控制研究[D]. 杨海东.辽宁工程技术大学 2015
[4]SMA绞线复合支座的设计及其桥梁隔震效果分析[D]. 杨洁.辽宁工程技术大学 2012
[5]减震桥梁与非减震桥梁的对比分析[D]. 马颖.长安大学 2010
[6]新型SMA橡胶支座及在桥梁结构中的隔震研究[D]. 孙宏俊.北京工业大学 2006
[7]SMA—橡胶复合支座在大跨空间结构中的隔震研究[D]. 周乾.北京工业大学 2003
本文编号：3426938
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁支座的破坏
（c）SMA-隔震橡胶支座布置示意图 图 1-2 SMA 本构模型及 自 20 世纪 90 年代初以来，国外对 SM年 Alam[20]等人对比研究了地震动下分别采隔震橡胶支座（SRB）的一座三跨连续梁采用 HDR 的桥梁主梁震后残余变形大于用 HDR 的桥梁的主梁加速度、支座变形和年 Hedayati Dezfuli[21]等人提出了一种采用天然隔震橡胶支座，其中 SMA 丝分别采支座上（如图 1-3 所示），并采用有限元软结果表明 FeNiCuAlTaB 材质的 SMA 丝的大的剪切位移；两种 SMA 丝布置的 SMA自复位能力具有改善的效果。2015 年 Hed
应变幅值 6%，进行相同直径不同材料、同种材料不同直径的对比；（5）在加载速率为 6mm/min、应变幅值为 6%的条件下，对各种材质直径的 SMA丝进行拉断试验。表 2-1 试件材料特性种类直径（mm）上平台应力（MPa）≥400抗拉强度（MPa）≥550相变温度（℃）Ti-50.0t%Ni 2.5 349.5 1162.6 20Ti-50.9t%Ni 1.0 475 687 5Ti-50.9t%Ni 1.5 435 695 5Ti-50.9t%Ni 2.5 435 698 4NiTiCu 1.0 455 690 5NiTiCu 1.5 445 698 4NiTiCu 2.5 435 692 4
【参考文献】：
期刊论文
[1]形状记忆智能复合材料的发展与应用[J]. 蒋建军,胡毅,陈星,王林文,任恩毅,高新宇,邓国力. 材料工程. 2018(08)
[2]Ti-Ni基形状记忆合金的特性及应用研究进展[J]. 冯辉,贺志荣,刘康凯,杜雨青,冀荣耀. 铸造技术. 2018(06)
[3]SMA铅芯橡胶支座在墩底隔震桥梁设计中的应用[J]. 关青锋,李凤影,潘启明,孙培扬,陈逸彬. 工程建设. 2018(06)
[4]NiTi形状记忆合金丝力学性能试验研究[J]. 张明明,王社良,张世民,杨涛,袁磊. 力学季刊. 2016(04)
[5]SMA-叠层橡胶复合隔震支座耗能能力的影响因素研究[J]. 王锦力,牟善鑫,刘海卿. 地震研究. 2017(01)
[6]基于云图法的规则桥梁概率地震需求模型[J]. 马海滨,卓卫东,林杰,邢文杰,谷音,孙颖. 工程力学. 2016(S1)
[7]桥梁概率地震需求分析中的地震动强度指标选择研究[J]. 陈敏. 工程与建设. 2016(03)
[8]基于概率地震需求模型的隔震桥梁易损性对比[J]. 何双,赵桂峰,马玉宏,崔杰,谢礼立. 地震工程与工程振动. 2014(06)
[9]减隔震支座在桥梁设计中的应用[J]. 张刚卫. 山西建筑. 2014(31)
[10]基于概率性地震需求模型的桥梁易损性分析[J]. 郑凯锋,陈力波,庄卫林,马洪生,张建经. 工程力学. 2013(05)
硕士论文
[1]SMA-叠层橡胶支座低周往复荷载试验及其在近断层桥梁减隔震中的应用研究[D]. 郭大伟.东南大学 2016
[2]新型SMA橡胶隔震支座性能及在网壳结构中应用的研究[D]. 谭彦.广州大学 2015
[3]强震下基于SMA智能隔震支座的结构半主动控制研究[D]. 杨海东.辽宁工程技术大学 2015
[4]SMA绞线复合支座的设计及其桥梁隔震效果分析[D]. 杨洁.辽宁工程技术大学 2012
[5]减震桥梁与非减震桥梁的对比分析[D]. 马颖.长安大学 2010
[6]新型SMA橡胶支座及在桥梁结构中的隔震研究[D]. 孙宏俊.北京工业大学 2006
[7]SMA—橡胶复合支座在大跨空间结构中的隔震研究[D]. 周乾.北京工业大学 2003
本文编号：3426938
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