间隙式低指数粘滞阻尼器的阻尼特性研究

发布时间：2020-12-31 19:02

　　粘滞阻尼器是一种新型耗能减震装置,吸收和耗散外部输入的能量以达到减震耗能的目的,在工程领域中被广泛应用。粘滞阻尼器是一种速度相关型的阻尼器,一般情况下,阻尼器的速度指数范围为0.3¹.0,速度指数的大小影响阻尼器的耗能能力的强弱。间隙式粘滞阻尼器中,流体介质在阻尼间隙中流动情况可认为是平行平板缝隙流动。本文考虑了介质的物理属性,从基本流体力学理论出发,推导出间隙式粘滞阻尼器的输出阻尼力计算模型。基于输出阻尼力计算模型,设计出满足:F=Cv^a关系的四种规格的双出杆间隙式粘滞阻尼器,其速度指数均为0.3,最大阻尼力分别为300 kN、350 kN、500 kN、1500 kN。对设计的四种规格的间隙式粘滞阻尼器在MATLAB-Simulink中建立仿真模型,模拟了间隙式粘滞阻尼器在不同工况下的运动情况,分析其阻尼特性。仿真结果表明:阻尼器的力—位移仿真曲线为饱满的椭圆形,具有良好的耗能性能;速度—负载曲线中,随着活塞速度的增大,输出阻尼力呈现非线性增大,粘滞阻尼器的仿真计算输出阻尼力与设计要求吻合的较好。另外,二甲基硅油作为一种非牛顿流体,其剪切... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 结构耗能减震研究进展
        1.2.1 结构耗能减震的概念
        1.2.2 耗能减震装置的类型
        1.2.3 耗能减震结构的优点及应用范围
    1.3 粘滞阻尼减震的原理及国内外研究进展及应用现状
        1.3.1 粘滞阻尼减震原理
        1.3.2 国外研究进展及应用现状
        1.3.3 国内研究进展及应用现状
    1.4 本文研究内容
第2章 粘滞阻尼器的基本理论
    2.1 粘滞阻尼器的基本工作原理
        2.1.1 孔隙式粘滞阻尼器
        2.1.2 间隙式粘滞阻尼器
        2.1.3 组合式粘滞阻尼器
    2.2 粘滞介质的物理属性
        2.2.1 牛顿与非牛顿流体
        2.2.2 二甲基硅油的物理属性
    2.3 粘滞阻尼器的恢复力模型
        2.3.1 线性模型
        2.3.2 Kelvin模型
        2.3.3 Maxwell模型
    2.4 间隙式粘滞阻尼器的输出阻尼力模型
        2.4.1 阻尼间隙中流速分布
        2.4.2 二甲基硅油的剪切稀化特性
        2.4.3 二甲基硅油的可压缩性
        2.4.4 间隙式粘滞阻尼器的输出阻尼力模型
    2.5 间隙式粘滞阻尼器的设计
    2.6 本章小结
第3章 间隙式粘滞阻尼器的Simulink仿真分析
    3.1 Simulink仿真介绍
    3.2 间隙式粘滞阻尼器的仿真模型
    3.3 间隙式粘滞阻尼器的仿真分析
        3.3.1 Damper1 阻尼器仿真分析
        3.3.2 Damper2 阻尼器仿真分析
        3.3.3 Damper3 阻尼器仿真分析
        3.3.4 Damper4 阻尼器仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 间隙式粘滞阻尼器的力学性能试验
    4.1 试验装置
    4.2 试验方法
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 Damper1 阻尼器试验结果分析
        4.3.2 Damper2 阻尼器试验结果分析
        4.3.3 Damper3 阻尼器试验结果分析
        4.3.4 Damper4 阻尼器试验结果分析
    4.4 间隙式阻尼器的时程分析
        4.4.1 时程分析
        4.4.2 动态刚度
        4.4.3 耗能性能评价
    4.5 本章小结
总结与展望
    1 总结
    2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙式粘滞阻尼器CFD计算与试验分析[J]. 丁行武,唐璐,卜继玲,文登.  液压气动与密封. 2019(10)
[2]设计参数对非线性黏滞阻尼器的力学性能影响研究[J]. 黄政,刘子煜,周云,张敏.  工程抗震与加固改造. 2018(05)
[3]基于AMESim的船用液压阻尼器结构优化与仿真[J]. 王琳,周盼,夏孟龙.  液压与气动. 2018(06)
[4]粘滞阻尼器模型修正及关键参数的仿真研究[J]. 郭畅,武一民,付强,刘志刚,潘克非.  液压与气动. 2017(12)
[5]混有空气的孔隙式粘滞流体阻尼器模型及性能研究[J]. 何小伟,吴天行,王誉蓉.  振动与冲击. 2014(01)
[6]粘性流体阻尼器的设计与试验[J]. 贾九红,沈小要,杜俭业,汪玉,华宏星.  机械工程学报. 2008(06)
[7]粘弹性阻尼器的力学特性分析[J]. 贾九红,沈小要,杜俭业,汪玉,华宏星.  振动与冲击. 2007(10)
[8]工程结构粘滞流体阻尼器减振新技术及其应用[J]. 叶正强,李爱群,徐幼麟.  东南大学学报(自然科学版). 2002(03)
[9]油缸孔隙式粘滞阻尼器理论与性能试验[J]. 丁建华,欧进萍.  世界地震工程. 2001(01)
[10]油缸间隙式粘滞阻尼器理论与性能试验[J]. 欧进萍,丁建华.  地震工程与工程振动. 1999(04)

硕士论文
[1]建筑结构的减震性能分析及优化设计[D]. 王放.安徽建筑大学 2019
[2]基于数值模拟的粘滞阻尼器力学性能研究[D]. 刘晓飞.哈尔滨工业大学 2017
[3]桥梁粘滞阻尼器关键参数研究与优化设计[D]. 赵志刚.西南交通大学 2015
[4]间隙式粘滞阻尼器及其减振效果的理论与试验研究[D]. 汪玮.华中科技大学 2009
[5]附设粘滞阻尼器的消能减震结构的抗震分析与研究[D]. 凌向前.西南交通大学 2008



本文编号：2950143