浅论非线性粘滞阻尼器理论与试验研究

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1、东南大学博士学位论文非线性粘滞阻尼器理论与试验研究姓名：黄镇申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：李爱群20070101摘要消能减震(振)技术是一种有效的结构控制技术．它通过在结构的适当位置安装消能减震(振)装置，利用这些装置的耗能来减小结构在地震、大风或其它动力荷载作用下的动力响应。粘滞阻尼器即为一种性能优良的消能减震(振)装置。目前，国内对粘滞阻尼器的研发还未达到系统化、系列化和产业化的程度，研制和开发性能稳定、耗能能力强的阻尼器，对于打破国外的技术垄断．掌握具有自主知识产权的专有技术，生产出性能优良的阻

2、尼器产品。具有重要的经济效益和社会效益。本文对新型非线性粘滞阻尼器的理论、试验和生产工艺进行了系统的研究，主要研究成果如下：l、在己研发的双出杆型粘滞阻尼器的基础上，为保证阻尼器工作性能的稳定和耐久，对其密封、抗锈蚀工艺以及快速响应性能等方面进行了改进和完善，使之更好地满足实际工程的需要。2、介绍了常规粘滞阻尼器所用阻尼介质的基本性能，研制了细长孔式粘滞阻尼器；基于流体力学的相关理论以及该阻尼器的构造特点，分析和研究了其耗能机理；推导和建立了该型阻尼器采用牛顿和非牛顿流体的通用阻尼力计算公式；通过试验．重点研究了

3、活塞相对运动速度、阻尼介质粘度、阻尼孔径、阻尼孔长、环境温度、密封质量和阻尼介质灌注质量等因素对该型阻尼器力学性能的影响。3、提出并研制了螺旋孔式粘滞流体阻尼器：针对该型阻尼器的构造特点，介绍了粘性流体在圆截面螺旋管道内的流动形态和特点：根据流体在阻尼孔道内的流场，对粘滞流体流经螺旋管道后的能量损失进行了分析，其压能的损失主要由沿程阻力损失及旋转动能两部分组成；在此基础上，推导和建立了该型阻尼器的阻尼力简化计算公式；通过试验，研究了活塞相对运动速度、环境温度、阻尼孔构造以及疲劳等因素对该型阻尼器力学性能的影响。4

4、、针对粘滞阻尼器在实际工程应用中遇到的问题，提出并研制了调节阀式粘滞流体阻尼器．设计出两种基本的阻尼器构造形式；介绍了阻尼器中调节阀的作用、特点以及工作原理，研究了两种类型阻尼器的耗能机理，并重点对阻尼器的力学性能进行理论分析和试验研究，建立了两种类型阻尼器输出阻尼力的简化计算公式。．5、对不同构造的粘滞阻尼器的共有性能进行分析与研究；揭示了粘滞阻尼器的粘弹性效应、材料的可压缩性、阻尼力滞后效应对其性能的影响规律；在此基础上，对粘滞阻尼器的力学分析模型进行了修正；研究了阻尼器的耗能效率，分析了阻尼器耗能能力的影响

5、因素，建立了粘滞阻尼器的耗能能力评价标准；分析了阻尼器构造的变化对其性能，特别是对速度指数口产生的影响，并提出了修正建议。‘关键词：消能减震(振)粘滞阻尼器耗能机理力学模型粘弹性效应可压缩性阻尼力滞后效应耗能效率东南大学博士学位论文Abs仃actStructuralvibrationenergydissipationisakindofs仃uctIlmlcontroltechnology,whichemploysenergy-dissipationdevicesinstalledinproperlocationso

6、fthestructuretodissipatepartofstructuralvibrationenergyunderearthquakeandwind∞astoreducethestructuralvibmfionresponse．Fluidviscousdamperisakindofenergy-dissipationdevice，whichhasgoodproperties．Forthesakeofbreachingoverseastechniquemonopolizationandpossessingo

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8、einvestigationsandachievementsare∞follows：l·Baseonthedouble-guidebarsstyleviscousdamper,thesealcapability,anti-erodetechnologyandfastresponsecapabilitya∞ameliorated,to目lSUrestabilityandwe