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1、SMA复合摩擦阻尼器性能的试验研究第27卷第2期2007年4月地震工程与工程振动EARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIONVo】.27No.2Apr.2007文章编号:1000—1301(2007)02—0145—07SMA复合摩擦阻尼器性能的试验研究薛素铎,石光磊,庄鹏(北京工业大学建筑工程学院,北京100022)摘要:利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应及高阻尼性能,结合传统Pall摩擦型阻尼器的特点,提出了一种SMA复合摩擦阻尼器.在建立阻尼器力学分析模型的基础上,对SMA复合摩擦阻尼器的性能进行了试验研究,分析
2、了位移幅值,加载频率等对阻尼器的等效刚度,单位循环耗能和等效阻尼比的影响,并与理论分析结果进行了对比.研究表明,SMA复合摩擦阻尼器在加卸载循环下会形成比较稳定的滞回曲线,表明这种阻尼器具有良好的耗能能力.关键词:形状记忆合金;阻尼器;性能试验;振动控制中图分类号:TG139.6文献标志码:APerformancetestingofSMAincorporatedfrictiondampersXUESuduo,SHIGuanglei,ZHUANGPeng(TheCollegeofArchitectureandCivilEngineering,BeijingUniver
3、sityofTechnology,Beijing100022,China)Abstract:Basedonthesuperelasticprope~yandhighdampingperformanceofshapememoryalloy(SMA)aswellasthebehaviorofPall'Sfrictiondamper,anSMAincorporatedfrictiondamperisproposed.Afterestablishingthemechanicalmodelsofthedamper,thebehaviorsoftheSMAincorporate
4、dfrictiondampersarestudiedthroughex—periments,fromwhichtheeffectsofdisplacementamplitudesandloadingfrequenciesaretakenintoaccount.Work—ingparameters,suchasequivalentstiffness,energydissipationcapacitypercycle,andequivalentdampingratioofthedamperareevaluatedthroughexperiments.Acompariso
5、nismadebetweentheoreticalandexperimentalresults.Itisshownthatstablehysteresisloopscanbeobtainedunderdifferentloadingandunloadingcycles,andtheSMAincorporatedfrictiondamperpossessesagoodenergydissipationperformance.Keywords:shapememoryalloy;damper;performancetesting;vibrationcontrol引言结构振
6、动控制可以有效地减轻结构在风和地震作用下的反应,有效地提高结构的抗震防灾性能.针对建筑结构的振动控制,各国学者研究和开发了多种形式的耗能减振装置,如黏滞阻尼器,黏弹性阻尼器,软钢阻尼器等.其中摩擦阻尼器是一种构造简单,安装方便的减振装置,它通过摩擦消耗结构振动的部分能量,减小结构的振动响应,已经广泛应用于国内外建筑工程的防震实践中¨卅J.除了上述较早研发的阻尼装置外,近年来基于智能材料的自感知,自诊断和自适应功能的半主动,被动控制技术成为国际振动控制研究的热点领域之一_5].形状记忆合金(shapememoryalloy,简称SMA)是目前研究较多的一种智能材料,它
7、具有形状记忆,超弹性和高阻尼特性等优点.利用形状记忆合金超弹性效应设计的耗能器与其他的金属耗能器收稿13期:2006-10—12;修订13期:2007-03-09基金项目:北京市自然科学基金项目(8042008);北京市届市管高等学校人才强教计划项目作者简介:薛素铎(1959一),男,教授,博士,主要从事大跨空间结构抗震及结构振动控制研究地震工程与工程振动第27卷相比,具有耐久性和耐腐蚀性能好,使用周期长,允许大变形并且变形可恢复等一系列优点.本文利用SMA的超弹性效应及高阻尼性能,结合传统Pall摩擦型阻尼器¨的特点,提出了一种SMA复合摩擦阻尼器.根据形状记
