降低结构动响应的阻尼器位置及参数优化
阻尼器在框架结构中的优化布置分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e713710670.html, 阻尼器在框架结构中的优化布置分析 作者：田子波刘向军 来源：《建筑与装饰》2018年第02期 摘要针对地震作用对高层建筑的影响较大，提出在框架结构中布置阻尼器以减少地震作用对建筑物的损害。以建筑设计的某工程案例为实际应用，对安装在框架结构中不同位置的阻尼器，通过PKPM软件输入不同类型的地震动，对比阻尼器安装在框架结构中的不同布置方 式的数据（周期、位移等）进行计算分析，得出阻尼器优化布置方式。结果表明：在结构中布置阻尼器的楼层，其层间位移和位移角显著减小，而未布置阻尼器的结构楼层，其层间位移角则相对比较大；其中逐层布置阻尼器的结构模型相比于只在底部布置阻尼器的结构，其层间位移角整体相对较小。 关键字阻尼器；层间位移；地震周期；优化布置；时程分析 在地震发生时，地震产生的地震能量会源源不断地向建筑物传输能量，当建筑结构接受了大量的地震能量，必然要通过能量的相互转换才能将能量传输出去结束振动。传统的抗震体系就是增强建筑结构自身的抗震性能来抵抗地震对建筑物产生的影响。即增强结构构件的承载能力，在结构构件破坏过程中消耗地震能量。然而这种方式需要建筑结构产生塑性变形来消耗地震能量，建筑物会产生不同程度的破坏，由于地震的不可预测性和不可控制性，对建筑物的破坏程度也不同，当发生较强的地震时，建筑物产生较大程度的破坏，对人民的生命和财产产生较大的危害。 为了克服传统抗震体系存在的不足，在建筑过程中结构消能体系逐渐发展起来，结构消能减震体系就是通过将结构构件的设计成消能杆件或者在建筑结构中加设消能装置。当发生地震时，消能构件或者消能装置会率先进入非弹性状态，产生较大的阻尼，消耗建筑结构输入的大量地震能量，减少地震能量对建筑物自身的破坏，确保建筑物在地震中的安全。 本文基于减隔震体系理论，对阻尼器布置在不同的位置进行弹塑性动力时程分析，并从结构的层间位移、层间剪力、地震周期等进行分析计算，综合评价了阻尼器对框架结构动力特性的影响[1]。 1 建筑消能减震技术原理 结构中设置阻尼器的振动方程： 等式中的每一项均是影响抗震设计的一个内容，也对应着我们进行抗震设计时的一种手段。其中：M为结构质量；C结构阻尼；K结构刚度；为外部输入的地震振动。以上四个变量是影响结构地震响应的主要参数，从上式可以清晰地看出，常规抗震设计中，一般是从调节结构刚度入手。而使用消能减震技术，可以同时改变结构的刚度和阻尼，而阻尼的增加带来地震
建筑用液体粘滞阻尼器设计方法简介
1．阻尼器应用的设计目标和理念 传统建筑，无论木结构，钢筋混凝土，钢结构已经有上百年的抗风，抗震历史，为什么提出在这些建筑中添加阻尼器精简总结，有以下几点原因： ●对于一些使用要求较高的建筑结构（超高层，大跨结构等），地震，抗风形成动力难题，需 要更合理的解决办法； ●对比其他传统方案，减少结构受力体系的造价； ●科学不断发展，开辟了解决结构工程问题的新思路；可以使结构最大限度的保持在弹性范围 内工作，为结构提升安全保障。 以某抗震加固工程为例，我们对剪力墙（传统方案）和液体粘滞阻尼器两个方案从理念和计算结果作 展情况和我们的应用体会，我们再谈一下在建筑上使用阻尼器的目标和理念。简单的说，我们安置阻尼器可以有以下几个目的。 A增加抗震、抗风能力 原设计可能已经可以满足所有规范规定的抗震抗风要求，加上液体粘滞阻阻尼器，在振动过程中起到耗能和增加结构阻尼的作用，从而降低结构反应的基底剪力，减少整个结构的受力，也就可以大大提高结构的抗地震能力。同时，只要阻尼器安装的合适，设置到不同的需要方向，还可以预防和减少原设计没有考虑，或考虑不足的振动受力。 对特别重要的结构，高发地震区，花钱不多，设置这一第二防线是很值得的。对于非严重地震区，也可以用阻尼器达到抗风和增加抗震能力的目的。 B．用阻尼器去防范罕遇大地震或大风 按小震不坏大振不倒的原则，我们可以用常规的设计办法使设计满足多遇地震的抗震要求。对于罕遇的大地震可能显得不足、不理想或不经济。用结构的被动保护系统－特别是阻尼器来等待和解决这罕遇大地震的问题，不仅新建结构建议采用这一设计理念，原设计未设防抗震或设防不足的结构加固工程也很适于。 这一理念会带来经济实用和可靠的结果，设计的好，可以为工程节省费用。国外抗震先进国家大都采用这一理念。在所有可能发生地震的地区，我们主要想提出推广的这一设计理念。 国外有的工程，在结构的小振设计中也充分利用施加了阻尼器的优越。他们大胆的用加阻尼器后的修正反应谱作结构的设计。 C．减少附属结构、设备、仪器仪表等第二系统的振动 在破坏性地震震害分析中，结构内部附属结构、设备、仪器仪表等第二系统的振动和破坏越来越引起我们的注意。从经济上看，这些内部系统的价值可能远远超过结构本身。增加结构保护系统出于
赛弗粘滞阻尼器技术手册
赛弗 粘滞阻尼器 技术手册赛弗
CONTENT目录 P2 - P4 P5 - P6 P7 P8 - P9 P10 - P17上海赛弗工程减震技术有限公司 1. SF-VFD产品简介 …………… 产品构造及原理 技术参数 产品特点 SF-VFD 2. SF-VFD产品应用策略……… SF-VFD产品应用领域 国外案例 3. SF-VFD产品试验…………… 4. 工程案例 ……………………… 5. SF-VFD黏滞阻尼器参数表…
SF-VFD 支撑式黏滞阻尼器构造如右图所示，主要由高硬度缸筒、高精度活塞、活塞杆、特殊填充材料、关节耳环及大量高性能配件组成，当缸内的活塞进行往复运动时，填充材料从阻尼孔中高速流过从而产生剪切阻抗力。 SF-VFD 黏滞阻尼器阻尼力的大小与活塞运动速度非线性相关，可用下式表达： 1 SF-VFD 产品简介 1.1产品构造及原理 F=Csign(v)|v| α 1.2 技术参数 式中： C — 阻尼系数； v — 活塞与缸筒的相对运动速度； α — 速度指数，根据工程需求选取，选取范围为0.2~1.0。 (α为SF-VFD 的主要性能指标参数） 1)良好的耗能能力 试验表明，在简谐荷载作用下，黏滞阻尼器力-位移曲线如图1.2所示，阻尼器具有良好的耗能能力，且速度指数α越小，滞回曲线越饱满。 1.3 产品特点 图1.1 黏滞阻尼器构造 (a)斜撑型 (b)剪切连接型 (c)支撑型 图1.2 黏滞阻尼器滞回曲线图1.3 拟加速度反应谱图 1.4 拟速度反应谱 2)控制结构在地震中的振动响应 黏滞阻尼器应用于建筑中可改善结构阻尼特性，对结构在地震作用下的振动响应进行控制，有效降低结构层剪力及层间位移。 3)布置灵活安装方式多样性 根据结构特点及建筑需求可灵活布置黏滞阻尼器，同时提供多种阻尼器安装方式，如斜撑型、剪切连接型、墙 型、肘节型等，其中前三种安装方式较为常用。 4)小震作用下即可进入耗能 黏滞阻尼器滞回曲线由于不存在弹性段，因此在外部振动能量输入时能够即时的进入耗能状态。 黏滞阻尼器滞回曲线 SF-VFD
脉冲阻尼器原理及选型
脉动阻尼器 脉动阻尼器是一种用于消除管道内液体压力脉动或者流量脉动的压力容器。可起到稳定流体压力和流量、消除管道振动、保护下游仪表和设备、增加泵容积效率等作用。 脉动阻尼器的原理主要有两种。 1.气囊式：利用气囊中惰性压缩气体的收缩和膨胀来吸收液体的压力或者流量脉动， 此类脉动阻尼器适用于脉动频率小于7Hz的应用，因为如果频率太高则膜片或气囊来不及响应，起不到消除脉动的效果； 2.无移动部件式：利用固体介质直接拦截流体从而达到缓冲压力脉动或流量脉动的效果，此类脉动阻尼器适用于高频脉动的应用。 脉动阻尼器分类： 1.按照缓冲介质分类： 分为压缩惰性气体缓冲式和无移动部件式，其中压缩惰性气体缓冲式又分为膜片式和气囊式等，无移动部件式分为金属结构式和陶瓷结构式等： 分为三元乙丙橡胶、丁纳橡胶、氟橡胶、聚四氟、金属、陶瓷等内部材质类型； 分为单孔式和双孔式； 分为直通式和非直通式； 消除管道振动；减小压力脉动；减小流量浮动；保护下游仪器和设备；装在泵的前端，增加泵的容积效率，提高输出功率。 选择适合的脉动阻尼器，应首先根据现场实际情况和工艺要求确定所需达到的脉动消除率指标，然后根据此技术指标进行定量选型。 准确的脉动阻尼器选型应根据流量、压力、泵类型、泵转速、泵缸数、泵相位差（多级泵）、脉动消除率、应用目的、管道流体成分、管道流体密度、管道流体粘度、管道流体温度等参数综合计算和分析后确定。 通过以上参数，关键需要计算出流体的脉冲量（即1次脉冲所输送的液体体积）和脉动频率。再结合脉动消除率指标，即可初步计算出所需要的脉动阻尼器类型和容积。
例如，要求残余脉动控制在10%以内、脉冲量为1升/次、脉动频率为2次/秒，则脉动阻尼器可选用膜片式或气囊式，容积至少为10升。 根据客户不同的实际应用，最高可以达到99.9%以上的脉动消除率，即残余脉动控制在0.1%以内。 例如：用于消除管道振动推荐残余压力脉动控制在3%以内； 用于保证涡街流量计精度则推荐残余流量脉动控制在0.75%以内。 脉动阻尼器是一种压力容器，由于材料、制造技术及实际应用的限制，脉动阻尼器一般承压在500公斤/平方厘米左右（特殊应用也可以更高），耐温大约数百摄氏度。
阻尼器参数示意
这里我们设置的阻尼器为横桥向减震支座： 1、 首先求得结构的基频Hz f 24.01=和地震荷载下支撑位置横梁整体横向变形Dy=205mm； 2、 根据求得的结构基频和横向位移Dy，查表得阻尼器活塞相对阻尼器外壳的相对速度 V=276mm/s 3、 假定阻尼指数，阻尼指数取值范围在0.2~1.0，阻尼指数越小，耗能效果越好，减震效果越好。这里我们取阻尼指数2.0=s ，给定义资料中阻尼指数以α表示； 4、 如选择阻尼器型号为“KZ-2000SX500X”，代表活塞最大行程500mm，最大阻尼力2000kN， 查得对应的阻尼常数C=650kN.s/mm 5、 有效刚度输入该阻尼器的线性弹性刚度。 综合以上数据在程序中的一般连接特性值数据如下图所示——
将此阻尼器安装在附件模型的塔梁连接处，计算得到的阻尼器的横向变形-横向内力时程图形如下图——
1、 阻尼器形式 2、 参数表1-查得阻尼器活塞滑动相对速度 3、 参数表2-根据阻尼指数和阻尼器行程、阻尼力、活塞速度，得到阻尼常数。 1） 阻尼力与阻尼器变形的往复曲线称为滞回环曲线。阻尼指数越小，曲线越饱满，说明耗 能效率越高。 2） 阻尼输出力与活塞速度关系：()α v v sign C F d ??=或α v C F ?=，这两个式子都称为 阻尼方程，C 为阻尼常数，单位是kN/（m/s ） v 为活塞的运动速度，α为阻尼指数，midas 中的取值范围在0.2~1之间。
阻尼器的种类较多，有铅压阻尼器、钢阻尼器、摩擦阻尼器以及粘滞阻尼器等。其中，较为成熟且适用于大跨度桥梁的主要是油阻尼器，也称粘滞阻尼器。 图4.3 液压阻尼器的工作机理 粘滞阻尼器的基本构造由活塞、油缸及节流孔组成，如图4.2所示。所谓节流孔是指具有比油缸截面面积小的流通通路。这类装置是利用活塞前后压力差使油流通过节流孔时产生压力差从而产生阻尼力。当阻尼力与相对变形的速度成比例时是线性的，不成比例时则是非线性的，其关系可表达为： F CV ξ= 其中F 为阻尼力，C 是阻尼常数，ξ是阻尼指数（其值范围在0.1-2.0，从抗震角度看，常用值一般在0.2-1.0范围内）。当液压阻尼器的阻尼力与相对速度成比例时，称为线性阻尼器，其恢复力特性如图4.3中 1.0ξ=的曲线所示，形状近似椭圆。当阻尼力与相对速度不成比例时，称为非线性阻尼器，其恢复力特性如图4.3中0.4ξ=的曲线所示，形状趋近于矩形。 图4.4 粘滞阻尼器滞回环 粘滞阻尼器产生的阻尼力主要与速度有关，在应用这类阻尼器时应给予注意。此外，油压的调整。漏油、灰尘的侵入等也需采用相应的措施，并进行必要的维护。由于阻尼器具有方向性，其安装设置需进行考虑，而且要求制作加工精密，体积较大时制作较为困难。阻尼器同其他减振隔震装置相比，其特点是： 粘滞阻尼器装置当阻尼器参数ξ＝1时，因其反力与速度成比例，因此在他塔墩达到最大变形时，粘滞阻尼器的阻尼力反而最小，接近于零；在塔墩变形速度最大时，粘 粘滞阻尼力/k N 位移/m
检测传感器的优化配置
桥梁检测传感器的优化 近年来，随着我国经济的快速发展，交通运输日渐繁忙，作为公路交通咽喉的桥梁的地位日益突出。桥梁结构的安全性无疑成为桥梁管理者最为关心的问题。桥梁建成后，会受到气候、环境等自然因素而逐渐老化，加之交通量的增长，运输车辆的重量和外形尺寸的增大，加剧了现有桥梁的质量的退化，导致桥梁的实际承载能力的降低。而且，随着现在技术的发展越来越快，桥梁在设计和建设的跨度越来越大，功能和形式更加复杂并多样化。因此桥梁管理部门需要及时了解桥梁结构的安全性能，根据实际情况安排桥梁养护、维修、改建等工作。保证桥梁结构的安全使用，从而保证整个交通网络的畅通。 20世纪桥梁工程领域取得了许多伟大的成就，包括预应力技术的发展、斜拉桥和悬索桥等大跨度索支撑桥梁的建造、对超大跨度桥梁的探索以及对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想和努力。结构健康监测(Structur吐HeallhMonitoring，简称sHM)，是指利用现场的无损传感技术，通过包括结构响应在内的结构系统特性分析，达到监测结构状态，检测结构损伤或退化的目的[1]。桥梁结构健康监测，不是对传统桥梁检测技术的简单改进，而是运用现代传感和通信技术，实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，由此分析结构健康状态，并评估结构的可靠性，为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。同时，由于桥梁监测获得的海量数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法等提供反馈信息，并可用于深入研究大跨度桥梁结构及环境中的未知或不确定性因素，因此，桥梁健康监测还具有对桥梁设计理论进行验证，并通过验证来指导桥梁设计的意义。通过桥梁健康监测还能对桥梁结构及环境中的许多未知问题进行更深入的调查和研究。 传感器系统(Sensor System)是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分[2]虽然技术越来越发达，但是在现有的桥梁里面增设传感器也是不太可能，只有通过在我们桥梁建设之前优先不知道桥梁里，这就是我们有了一个新的课题—桥梁传感器的优化布置。怎在桥梁里布置传感器，以达到传感器的最优配比，是的既不影响桥梁的使用最大最完美的监测桥梁的安全。 “结构健康监测的关键所在，技术上而言，主要是先进传感器的优化布设和信息的高效传输”。由于国内外对该问题研究的时间都不长，包括传感器的优化有置在内的很多关键性技术问题尚处于初步探索阶段，有待更好地解决。
粘滞阻尼器工作原理及组成
粘滞阻尼器的工作组成及原理 传统抗震方法是依靠构件的弹塑性变形并吸收地震能量来实现的。这种传统设计方法在很多时候是有效的,但也存在着一些问题。随着建筑技术的发展,房屋高度越来越高结构跨度越来越大,而构件端面却越来越小,已经无法按照传统的加大构件截面或加强结构刚度的抗震方法来满足结构抗震和抗风的要求。 粘滞阻尼器是一种速度相关型的耗能装置,它是利用液体的粘性提供阻尼来耗散振动能量,以粘滞材料为阻尼介质的，被动速度型耗能减震（振）装置。主要用于结构振动（包括风、地震、移动荷载和动力设备等引起的结构振动）的能量吸收与耗散、适用于各种地震烈度区的建筑结构、设备基础工程等，安装、维护及更换都简单方便。 粘滞阻尼器由缸筒、活塞、粘滞流体和导杆等组成缸筒内充满粘滞流体,活塞可在缸筒内进行往复运动,活塞上开有适量的小孔或活塞
与缸筒留有空隙。当结构因变形使缸筒和活塞产生相对运动时,迫使粘滞流体从小孔或间隙流过,从而产生阻尼力,将振动能量通过粘滞耗能消掉,达到减震的目的。 粘滞阻尼器的特点是对结构只提供附加阻尼,而不提供附加刚度,因而不会改变结构的自振周期。其优点是1.经济性好,可减少剪力墙、梁柱配筋的使用数量和构件的截面尺寸。2.适用性好,不仅能用于新建土木工程结构的抗震抗风,而且能广泛应用于已有土木工程结构的抗震加固或震后修复工程。3.安装了粘滞性耗能器的支撑不会在柱端弯矩最大时给柱附加轴力。4维护费用低。缺点是暂无。粘滞性阻尼器的最新进展是与磁流变体智能材料的联合使用,通过联合拓宽了粘滞性耗能器的发展空间。 粘滞阻尼器通常和支撑串连后布置于结构中,不同的安装形式直接影响到阻尼器的工作效率。到目前为止,实际工程的应用中多采用斜向型和人字型安装方式,这是由于其构造简单、易于装配。剪刀型和肘节型安装方式能把阻尼器两端的位移放大,即起到把阻尼器的效果放大的作用,具有更好的消能能力,但因受到安装机构造型和施工工艺复杂的限制,运用较少。
阻尼器测试精度控制
高速阻尼器试验系统及试验精度控制研究 鲁亮1 翁大根1 曹文清1 朱晓兵2 支晓阳2 陈亮2 （1 同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092；2 无锡市海航电液伺服系统股份有限公司，江苏 214027） 摘要：本文对2000KN 高速阻尼器试验系统的组成、特点、功能进行了介绍，特别是试验台架结构。分析了在进行粘滞阻尼器试验时影响试验数据精度的因素，这些因素包括液压系统加载能力、加载台架的刚度、试件安装间隙和数据通道之间的采集时差等，并对这些因素进行了数值模拟，提出解决措施。 关键词：电液伺服，阻尼器，试验精度，试验台架，试验精度 High-speed Damper Testing System and Research on the Test Precision Control L. Lu 1 D. G. Weng 1 W. Q. Cao 1 X. B. Zhu 2 X. Y. Zhi 2 L. Chen 2 ( 1 Research Institute of Structural Engineering and Disaster Reduction, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2 Wuxi Haihang Electro-hydraulic Servo system Co. Ltd., Jiangsu 214027, China) Abstract: Mechanical composing, features and main function of a 2000kN high-speed damper testing system are introduced, especially the structure of the loading frame. This testing system is an Electro-hydraulic Servo Load System. Various factors influenced the test precision are analyzed, which include the capacity of power supply, stiffness of the loading frame, installation gaps of specimen and the time gap of DAS channels, etc. Some factors affect the data precision are numerically simulated while doing a viscous damper, and several solutions about precision control are proposed. Keywords ：Electro-hydraulic Servo Test; Damper; Precision Control; Loading Frame 收稿日期： 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51178354） 联系作者，E-mail ：luloes@https://www.360docs.net/doc/e713710670.html, 引言 随着结构控制技术在建筑和桥梁工程中的应用，各类阻尼器的使用越来越多，技术越来越成熟。大吨位的速度型阻尼器的应用范围也随之扩大，为了对各种材料大吨位阻尼器性能进行测试就必须研究相应的大出力、大速度阻尼器试验系统[1-3]。 国内高校、科研机构和生产厂家已建有多套阻尼器试验系统，各具特点。本套2000kN 高速阻尼器试验系统主要在加载台架结构上与现有系统相比有一定特色。加载台架是用于安装2000kN 高速电液伺服作动器，并与之构成对阻尼器进行试验的一个完整试验台。本套系统利用同济大学已建成的泵源系统（600L/min 泵源、工作压力28MPa 、780L 蓄能器组）、2000kN 高速电液伺服作动器、MOOG 控制器等，构建一套完整的2000kN 阻尼器性能试验系统，见图1。 图1 试验台架外观图 Fig. 1 Layout of the damper test frame 1系统主体机械结构和主要参数 本系统中2000KN 高速阻尼器试验系统由液压部分（包括液压泵站、蓄能器组、伺服作动器、伺服阀、连接管路）、机械部分 （主要是试验台架）、控制系统三部分组成。系统原理如图2所示。
剪切型钢板阻尼器形状优化设计
剪切型钢板阻尼器形状优化设计 摘要 剪切型钢板阻尼器有相当好的、稳定的能量耗散能力，并广泛应用于建筑工程以提高建筑在大震下的安全性。目前，人们更多通过对加劲肋的布置或者考虑材料性能的影响来改善阻尼器的低周疲劳性能。然而剪切型钢板阻尼器的形状并没有被很好的研究。本文提出了一种形状优化方法以改善剪切型钢板阻尼器的低周疲劳性能。剪切板的形状被作为优化过程中的变量。在循环加载过程，假定剪切型钢板阻尼器的低周疲劳性能与最大等效塑性应变存在被动关系。等效塑性应变通过有限元软件ABAQUS得到。通过采用模拟退火的优化方法来解决强非线性系统问题。在优化过程中，给出四个形状不同的钢板阻尼器，每种优化后的形状均由各自最初的形状衍生得到。优化后的钢板阻尼器的低周疲劳性能得到明显改善，并且全局优化后的性能比局部优化的性能更好。 关键字：剪切钢板阻尼器；形状优化；模拟退火算法；有限元分析；低周疲劳性能 1.前言 剪切钢板阻尼器在循环载荷作用下有良好的能量耗散能力。近几十年来，研究表明剪切钢板阻尼器可以有效地降低结构在地震地面运动下的响应[1-4]。如图1(a)，一个剪切钢板阻尼器由剪切钢板和加劲肋组成。人们为改善剪切钢板阻尼器的低周疲劳性能已经做出了相当大的努力；然而大多数研究者更多通过对加劲肋的布置或者考虑材料性能的影响来改善阻尼器的低周疲劳性能，而忽略了阻尼器的形状对其性能的影响。低周疲劳破坏通常发生在受循环荷载作用的焊接热影响区[5]。如图1(b)，在剪切钢板阻尼器的左侧中间发生低周疲劳破坏，这一区域的低周疲劳承载力由于钢板与加劲肋之间的焊缝而受到极大地削弱[6-7]。因此，转移焊缝热影响区将改善剪切钢板阻尼器的低周疲劳性能。张等人在不同结构上进行了钢板阻尼器的实验[8]。他们对剪切板的厚度和形状进行了测试，发现中心受削弱的剪切板表现出令人满意的变形能力和低周疲劳性能。刘等人改变了剪切板的形状并进行了准静态测试以测试它们的性能[9]。他们发现弧状的剪切钢板阻尼器比带有加劲肋的阻尼器变形能力更强。在后续的研究中，刘和Shimoda用ABAQUS有限元软件建立数值模型，并对剪切钢板阻尼器的侧边缘进行抛物线形状优化[10]。抛物线各参数被作为变量并且将在规定循环荷载下的最大等效塑性应变作为优化的目标。响应面法和最优参数的优化级别是通过回归分析得出。优化后的最大等效塑性应变显著降低而总能量耗散能力却与初始模型相似。在每个迭代中得到的最优参数由回归分析得到。在刘等人的研究中，只对带有方形网格的剪切钢板阻尼器进行了研究，而矩形网格的阻尼器却没有得到研究。此外，由于剪切钢板阻尼器的边缘被假定为是抛物线，最优形状并不一定是全局最优解而是局部最优解。
粘滞阻尼器
工程结构用液体粘滞阻尼器的结构构造和速度指数 摘要：用于增加阻尼、耗能减振的液体粘滞阻尼器已经得到越来越广泛的认同和工程应用。然而，世界上先进的液体粘滞阻尼器内部的结构到底是怎样的？我们可能看到的图片和文字中介绍的外置或内设油库、外置或内设阀门、活塞小孔、单出杆或双出杆都是什么零件？有什么作用？特别是我们结构设计要给出的阻尼器速度指数是怎样实现的？我们想尽我们所知作一个介绍和分析。各种阻尼器产品的速度指数是阻尼器的一个重要标志。希望速度指数能在一定范围内由设计者自由选择，也是设计者优化设计的需要和期望。不幸的是，世界上实际仅有极少数阻尼器生产厂可以满足这一要求，生产出速度指数不同的阻尼器。介绍世界各种液体粘滞阻尼器的构成。其先进厂家和阻尼器的发展过程和设计理念，希望为阻尼器的生产者和使用者提供参考。 关键词：速度指数油库阻尼器阀门活塞小孔双出杆 Abstract: The Fluid Viscous Damper (FVD) get more and more acceptable and application of the structural engineers in the world. However, few structural engineers concern its construction. What is damper's external or internal accumulator, external or internal damper valve? What is damper orifice? What is run through piston rod? What kind of function these parts have? Especially, how to realize the different value of velocity exponents in the dampers? The above questions will be discussed here. It is a important symbol of damper quality the damper velocity exponents. Free choose of the exponents in certain range is need by design optimization. Unfortunately only few damper manufactories are able to make damper with different exponents Introduction of the construction of damper and design ideal is to be reference for both damper's maker and users. Key worlds : Velocity Exponents Accumulator Damper Valve Orifices Run Through Piston Rod ?前言 我们所谈的是速度型液体粘滞阻尼器。这种阻尼器基本公式为： F=CV α （1 ） 这里，F －阻尼力；C －阻尼系数；α －速度指数。速度指数为 1 时，为线性阻尼器。不等于 1 时通称非线性阻尼器。我们工程中常用的范围为α 在0.3 ～1.0 之间。一般的说, 速度指数越小阻尼器的耗能越大（见图 1 ），但对结构未必是最优状态（见后）。 图 1 不同速度指数的位移－阻尼力模型
粘滞阻尼器产品介绍
产品名称：粘滞阻尼器（Fluid Viscous Damper） 详细介绍： 一、概述 粘滞阻尼器一般由缸筒、活塞、阻尼通道、阻尼介质（粘滞流体）和导杆等部分组成。当工程结构因振动而发生变形时，安装在结构中的粘滞阻尼器的活塞与缸筒之间发生相对运动，由于活塞前后的压力差使粘滞流体从阻尼通道中通过，从而产生阻尼力耗散外界输入结构的振动能量，达到减轻结构振动响应的目的。 我公司与同济大学工程抗震与减震研究中心合作，开发了线性粘滞阻尼器、非线性粘滞阻尼器、可控式粘滞阻尼器、拟摩擦粘滞阻尼器。通过对所研制的阻尼器的缩尺和足尺模型的性能试验，深入研究了阻尼器各种参数之间的关系，掌握了该类阻尼器的基本力学性能，建立了双出杆型粘滞阻尼器的理论计算公式，并通过大量的阻尼器力学性能实验，对其进行了修正。研究表明，该类阻尼器结构合理，受力机理明确，性能稳定，耗能能力强。 二、示意图 （朱）
三、代号表示法 四、主要特点 1. 外形简洁，结构对称、紧凑，安装便捷，安装空间小； 2. 摩擦阻力小，一般低于额定载荷的1%~2%； 3. 阻尼器的长度设计了±25mm的调节量，方便现场的安装； 4. 耗能效率高，达到90%以上； 5. 阻尼器两端可安装关节轴承，利于施工安装和工作时的摆动（允许工作摆角±5°）； 6. 液压介质使用稳定、抗燃、耐老化的硅油；密封件使用与介质相容性好的橡胶材料。 五、使用要求 1、路博粘滞流体阻尼器在保管、运输、存放过程中，对所有的零部件和产品本身应采用有效地防护包装，防止发生锈蚀、污染、划伤等不良现象的发生； 2、路博粘滞流体阻尼器外表面为镀硬铬保护层，相关动配合处均采用多种手段加固密封。因此，如需在其周围进行焊接等作业应采取严格的遮挡保护措施，不允许明火 烘烤及重力敲砸等不良现象发生； 3、路博粘滞流体阻尼器是精度和技术含量较高的产品，对装配和测试的操作技能，环 境条件，使用工具等都有很高的要求，施工现场不准拆卸和修理；
粘滞阻尼器的工作原理
黏滞阻尼器分为建筑消能器和桥梁黏滞流体阻尼器两种。 两种阻尼器的结构和工作原理是一样的。 结构组成：主要由缸体、端盖、活塞、阻尼介质和连接体及左右两侧的连接耳板所组成。 工作原理：活塞将缸体一分为二，活塞在缸体内往复运动过程中，阻尼介质在两个分隔腔体 内迅速流动，介质的分子间，介质与活塞产生剧烈的摩擦，介质在通过活塞孔时产生巨大的 节流阻尼，这些作用的合力成为阻尼力。流动中产生的阻尼力，将地震动能，通过活塞在阻 尼介质中的往复运动转化为热量耗散掉，使活塞运动速度逐渐降低，达到阻尼耗能的目的。 特点：黏滞阻尼器是一种无刚度的速度型阻尼器，工作时不会改变结构的固有动力特性，只 对结构提供附加阻尼，阻尼力—位移滞回曲线饱满近似矩形，使其具有稳定的动力特性和很 强的耗能能力。黏滞阻尼器可以用于建筑结构的基础隔震层，也可用于上部结构，因此在建 筑减震结构中应用极为广泛。 以上是对粘滞阻尼器的介绍，如有生产设计安装方面的需要可以咨询专业的厂家河北宝力工 程装备股份有限公司进行详细的了解。 河北宝力工程装备股份有限公司创建于1993年，注册资金人民币25700万元，总占地面积 40万平方米。公司技术力量雄厚，生产、检测设备齐全，具备建筑、桥梁减隔震产品生产能 力的主要机械设备572台（套），检验设备（仪器）37台（套）。公司在职员工2600余人，中高级专业工程技术人员300余人，拥有专利技术132项，年生产能力达到40亿人民币。 公司主导产品涵盖粘滞阻尼器、建筑隔震橡胶支座、金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器、屈曲 约束支撑、调谐质量阻尼器、速度锁定器及速度锁定器支座、公铁路桥梁支座、桥梁伸缩装置、桥梁结构件和水利、隧道防水材料、通讯光缆护套、土工格栅、机车轨道减震器材以及 工业胶辊、橡胶护舷等，涉及九大类3000余个品种规格。 公司已于1998年获得ISO9001质量体系认证，2009年获得了ISO14001环境管理体系认证及GB/T28001职业健康安全管理体系认证，在多年运行当中坚持了持续改进和运行有效。 二十多年中，河北宝力工程装备股份有限公司参加了《桥梁用粘滞流体阻尼器》、《建筑摩 擦摆隔震支座》、《公路桥梁盆式支座》等行业标准和《高分子防水材料第二部分止水带》、《橡胶支座第4部分：普通橡胶支座》等国家标准的编制起草工作。 目前，公司的减隔震产品已被应用到全国各地的建筑、桥梁中，为中国的建筑、桥梁更加安 全保驾护航。
粘弹性阻尼结构的优化设计
第32卷 第4期 2000年12月西安建筑科技大学学报J 1X i ’an U n iv .of A rch.&T ech.V o l .32 N o.4D ec .2000 粘弹性阻尼结构的优化设计 徐赵东1,刘军生2,赵鸿铁1,庄国华3 (1.西安建筑科技大学,陕西西安710055;2.陕西建筑科学研究院,陕西西安710082; 3.无锡中策减震科技公司,江苏无锡214026) 摘 要:根据粘弹性阻尼结构的性能及减震原理,分别利用时程分析法、随机振动理论和现代控制理论对粘弹性阻尼结构进行优化设计,并给出一实例分析,得出有关结论. 关键词:粘弹性阻尼结构;优化设计;减震 中图分类号:P 3151966 文献标识码:A 文章编号:100627930(2000)0420321204The opti m u m design of the v iscoelastic structure X U Z hao 2d ong 1,L IU J un 2sheng 2,ZH A O H ong 2tie 1,ZH UA N G Guo 2hua 3(1.X i’an U n iv .of A rch .&T ech .X i’an 710055,Ch ina ;2.Shanx i A rch .Science R esearch In st . X i’an 710082,Ch ina ;3.W ux i Buffer T ech .Comp .W ux i 214026,Ch ina ) Abstract :In the ligh t of the p roperty and the damp ing ab so rp ti on p rinci p le of the viscoelastic structu re ,the op ti m um design of the viscoelastic structu re respon se is perfo rm ed by the ti m e h isto ry analysis m ethod ,the random vib rati on theo ry and the modern con tro l theo ry .T hen an examp le is given and som e conclu si on s are derived . Key words :the v iscoelastic structu re ;the op ti m um d esig n ;d am p ing absorp tion 收稿日期:1999210228 基金项目:陕西省自然科学基金项目(99C 02) 作者简介:徐赵东(19752),男,安徽潜山人,西安建筑科技大学博士生,从事建筑结构的抗震研究. 粘弹性阻尼器是一种被动减震控制装置,它具有经济实用、性能可靠、安装方便等特点,具有广阔的应用前景,目前关于粘弹性阻尼结构的分析研究已有不少,但关于粘弹性阻尼结构优化设计的研究却很少,因此有必要对粘弹性阻尼结构的优化设计进行系统研究. 本文基于粘弹性阻尼结构的性能及其减震原理,分别利用时程分析法、随机振动理论和现代控制理论对粘弹性阻尼结构进行优化设计,作者用M A TLAB 编制了相关程序,并通过一实例分析证实了这三种理论能很好地进行粘弹性阻尼结构的优化设计. 图1 常用的粘弹性阻尼器1 粘弹性阻尼结构的性能 粘弹性阻尼器由粘弹性材料和约束钢板组成.常用的粘弹性阻尼器 如图1所示,中间的粘弹性材料是一种高分子聚合物,既具有弹性又具 有粘性,同时具备弹簧和流体的性质.其性能常用储存刚度、损耗因子和 每圈耗能来表征.粘弹性阻尼器具有很强的耗能能力,且受到温度、频率 和应变幅值的影响,其耗能能力据所选择的粘弹性材料有一最佳使用温度;频率越高,耗能性能越好;应变幅值越大,耗能性能越不稳定[1].
具有特殊功能的液体粘滞阻尼器的设计与使用-奇太振控
具有特殊功能的液体粘滞阻尼器的设计与使用 马良喆曹铁柱陈永祁 (北京奇太振控科技发展有限公司北京100037) 摘要：随着液体粘滞阻尼器在工程中的广泛应用和发展，工程师们经常会提出各种不同减震需求。这些需求带来了适于不同使用功能阻尼器的创新和发展。本文将介绍几种近几年创新的具有特殊功能的液体粘滞阻尼器，供设计者选用时参考选用。同时，我们也希望我们的桥梁工程师，根据桥梁设计功能上的各种需要，和我们合作，创新出其它功能的阻尼器。为我国和世界阻尼器在桥梁上的应用作出新贡献。 关键词：锁定装置，熔断阻尼器，液体粘弹性阻尼器，位移限位阻尼器，金属密封无摩擦阻尼器，带特殊熔断的锁定装置，新型斜拉索阻尼器，变阻尼系数阻尼器，预载流体阻尼器； The Design and application of the Fluid Viscous Dampers with special Functions Liangze Ma1,Yongqi Chen1, Tiezhu Cao1 (1.Beijing Qitai Shock Control and Scientific Development Co. Ltd., Beijing 100037, China) Abstract: The application of Fluid Viscous Damper for Civil engineering had been developed widely, the engineers always prompted some requirement for the purposes of vibration reduction, it bring the forth new ideas and kinds of dampers with different functions. Here nine kinds of viscous dampers with special functions developed in these years were introduced. It could be the reference for the designer. We also expect the bridge engineers could create more new ideas in their design work depend on the bridge purposes. It will be the new contribution for the application of dampers in bridge areas. Key words: Lock-up devices, Fuse Damper, Fluid Viscoelastic Damper, Limited Displacement Damper, Frictionless Hermetic Damper, Lock-up Fuse Devices, New Cable Damper, Variable Coefficient Damper, Pressurized Fluid Dampers. 1.前言 常规的粘滞阻尼器所具有的工程效果这些年逐渐显现，安置这类阻尼器已经成为建设大跨度桥梁必不可少的一部分。此外，一些具有创新和开拓精神的工程设计者常常不满足与此，希望这些产品能够具有一些特定功能，来完善桥梁在运行过程中的更多动力性能要求。 同时随着生产技术的发展，制造这种能提供特殊功能需要的阻尼器已经成为可能，并逐渐得到实现和在工程中得到应用。这些特殊功能的阻尼器，有的在前几年就已经生产出并得到广泛应用，也有的是近几年得到研究和发展出并得到应用的新型阻尼器，总体说来这些新型阻尼器可以归纳如下： 1.液体锁定装置 2.熔断阻尼器和风限位阻尼器 3.液体黏弹性阻尼器 4.液体位移限位阻尼器 5.金属密封无摩擦阻尼器 6.带特殊熔断的锁定装置 7.新型斜拉索阻尼器 8.变阻尼系数阻尼器 9.预载流体阻尼器 这些新型阻尼器中，大部分在我国都没有得到应用。介绍这些新型阻尼器，意义在于让桥梁工程师们进一步开阔思路，应用更多不同功能,并进而设计出更多的新型产品，推动我国桥梁和建筑事业的新技术发展。在以下阻尼器类型中，变阻尼系数阻尼器、预载流体阻尼器目前还主要用于科学研究，在工程中并未得到广泛的应用。我们仍想介绍一下，为科研和工程发展留下余地。 2.具有特殊功能的阻尼器 2.1.液体锁定装置 锁定装置LD（Lock-Up Device/Shock Transmission Unit）是内部结构经过简化的液体阻尼器，是以液体阻尼器的基本技术为发展产生的。它不同于液体阻尼器，它不能耗散能量；相反，在地震和风振发生的瞬时，液体阻尼器通过动态连接杆有效地将质量块锁在一起，所以当瞬间振动出现时