变厚度低屈服点钢剪切板阻尼器耗能性能研究

发布时间：2020-11-20 22:54

　　 剪切板阻尼器具有构造简单、初始刚度大、滞回曲线饱满、耗能稳定等优点,是理想的耗能减震元件。为了充分利用低屈服点钢材的延展性,改进传统剪切板阻尼器的减震行为,本文提出了一种新型的变厚度低屈服点钢剪切板阻尼器(VT-LYPSPD),并通过理论推导、有限元模拟和试验对其进行研究,具体的研究内容如下:(1)变厚度核芯板相对于传统等厚度核芯板具有不同初始刚度、和屈服后刚度等参数。采用力学简化模型和不同的材料本构模型,对传统的阻尼器承载力模型(理想弹塑性模型、双线性模型、R-O模型)进行修正,得到了变厚度剪切板阻尼器的承载力模型。(2)通过改变核芯板的厚度比(h/H)和高度比(t/T),使用有限元软件ABAQUS建立21个变厚度剪切板阻尼器的三维有限元模型,考察腹板t/T和高度比h/H对核芯板强度为LYP160的变厚度剪切板阻尼器性能影响的规律。有限元模拟结果表明:变厚度的核芯板不易发生角部焊缝破坏现象;当0≦h/H≦0.4时变厚度核芯板截面塑性发展较均匀;t/T越小阻尼器滞回曲线越饱满,但t/T越小阻尼器核芯板浪费材料也越多,有限元模拟结果对VT-LYPSPD的优化设计提供了参考。(3)根据有限元模拟结果,设计两个变厚度剪切板阻尼器和一个等厚度剪切板阻尼器进行低周往复循环荷载试验,分别用来验证核芯板厚度比(t/T)和高度比(h/H)对阻尼器工作性能的影响。试验结果表明:VT-LYPSPD10-12-0的滞回性能最好,耗散能量最多。为使变厚度剪切板阻尼器具有更优的耗能性能,变厚度核芯板应采用合适的高度比(h/H)和厚度比(t/T)。本文初步研究证明:相比传统低屈服点钢剪切板阻尼器,变厚度低屈服点钢剪切板阻尼器具有更好的耗能效果,值得进一步研究和应用。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU391;TU352.1
【部分图文】：

图 1-1 不同应变幅下的滞回曲线Fig.1-1 Hysteresis curves at different strain amplitud图 1-2 不同应变幅下应力峰值-循环周次曲线urves of stress peak value-cycles with different strain率下钢板的低周疲劳特性如表 1-4 所示。表 1-4 应变速率对钢板低周疲劳性能的影响Effect of strain rate on low cycle fatigue properties of 试样直径（mm） 频率（Hz） Δε(%) 循环 10 1 1 4

图 1-2 不同应变幅下应力峰值-循环周次曲线urves of stress peak value-cycles with different strain率下钢板的低周疲劳特性如表 1-4 所示。表 1-4 应变速率对钢板低周疲劳性能的影响Effect of strain rate on low cycle fatigue properties of 试样直径（mm） 频率（Hz） Δε(%) 循环 10 1 1 4 10 2 1 5 10 3 1 4 12 1 2 2 12 2 2 1 12 3 2 11.低屈服点钢 BLY100 具有良好的低周疲劳

凤霞、杨维国等人针对我国鞍钢钢铁生产的 LY调拉伸和循环加载试验，得到此材料的单调性能、并与 LYP160 低屈服点钢材、普通钢材(Q345B)及系进行了对比。试验结果表明：低屈服点钢没有明弹性段和塑性段的明显转折点，平均强屈比 fu/fy钢具有很大的承载潜力。低屈服点钢具有明显的中等向强化所占的比重更大。可以根据循环加载试 本 构 模 型 （ Time-independent constitutive theo同性强化准则和随动强化准则关键参数。与普通460D)相比，低屈服点钢具有更明显的循环强化行345B 和 Q460D 的 1.4~2.1 倍。尼器试验方法器通常由核芯耗能钢板、左右侧翼板以及上下端板板为主要耗能元件，左右侧翼板对核芯板起约束作下端板可看作刚体。如图 1-3 所示。
【参考文献】

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本文编号：2892124