基于杠杆原理阻尼器的设计和探讨
阻尼器工作原理
阻尼器工作原理阻尼器是一种常见的工程机械装置，它的作用是通过消耗能量来减缓或抑制机械振动或运动。
在工程设计中，阻尼器被广泛应用于各种机械系统中，例如汽车悬挂系统、建筑结构、桥梁、风力发电机等。
阻尼器的工作原理是通过转化机械振动或运动能量为热能或其他形式的能量来实现减震或减振的效果。
本文将从阻尼器的分类、工作原理和应用领域等方面来详细介绍阻尼器的工作原理。
一、阻尼器的分类。
根据阻尼器的工作原理和结构特点，可以将阻尼器分为多种类型，常见的阻尼器包括液体阻尼器、气体阻尼器、摩擦阻尼器和涡流阻尼器等。
1. 液体阻尼器，液体阻尼器是一种利用流体阻尼来实现减震的装置，通常由密封的容器、流体和阀门等组成。
当机械振动或运动时，流体在容器内流动，通过阀门的调节来消耗机械能，从而实现减震的效果。
2. 气体阻尼器，气体阻尼器是一种利用气体的压缩和膨胀来实现减震的装置，通常由气缸、活塞和阀门等组成。
当机械振动或运动时，气体在气缸内压缩或膨胀，通过阀门的调节来消耗机械能，从而实现减震的效果。
3. 摩擦阻尼器，摩擦阻尼器是一种利用摩擦力来实现减震的装置，通常由摩擦片、弹簧和阀门等组成。
当机械振动或运动时，摩擦片在摩擦面上产生摩擦力，通过阀门的调节来消耗机械能，从而实现减震的效果。
4. 涡流阻尼器，涡流阻尼器是一种利用涡流效应来实现减震的装置，通常由导体、磁场和阀门等组成。
当机械振动或运动时，导体在磁场中产生涡流效应，通过阀门的调节来消耗机械能，从而实现减震的效果。
二、阻尼器的工作原理。
阻尼器的工作原理可以总结为能量转换和能量消耗两个方面。
在机械振动或运动时，阻尼器通过转换机械能为其他形式的能量来实现减震或减振的效果。
1. 能量转换，当机械振动或运动时，阻尼器将机械能转换为热能、声能或其他形式的能量。
例如，液体阻尼器通过流体的摩擦来将机械能转换为热能，气体阻尼器通过气体的压缩和膨胀来将机械能转换为热能，摩擦阻尼器通过摩擦力来将机械能转换为热能，涡流阻尼器通过涡流效应来将机械能转换为热能。
石首长江公路大桥斜拉索杠杆质量阻尼器应用研究
世界桥梁 2021年第49卷第2期(总第211期)World Bridges, Vol. 49, No. 2, 2021 (Totally No. 211)71石首长江公路大桥斜拉索杠杆质量阻尼器应用研究刘德清12,赵海威13，汪正兴14,王泽豪13(1.桥梁结构健康与安全国家重点实验室，湖北 武汉430034； 2.武汉桥梁建筑工程监理有限公司，湖北 武汉430034； 3.中铁桥研科技有限公司，湖北 武汉430034；4.中铁大桥科学研究院有限公司，湖北 武汉430034)摘 要：石首长江公路大桥主桥为主跨920 m 的双塔六跨连续不对称空间双索面混合梁斜拉桥，最长斜拉索长约440 m,在外部激励作用下极易发生面内、外振动。
针对石首长江公路大桥斜拉索的振动特性，在常规阻尼器的基础上进行构造优化设计，研发了一种双杆倒Y 形连接杆斜拉索杠杆质量阻尼器，具有景观协调性好、横向连接刚度大、减振效果好等优点$通过对阻尼器的安装质量进行严格控制，安装位置比控制为2.23%〜2. 93%，使阻尼器达到了良好的减振效果，实测斜拉索阻尼对 数衰减率均在3%以上，满足大桥斜拉索减振要求$关键词：斜拉桥；斜拉索；振动；双杆倒Y 形连接杆；杠杆质量阻尼器；阻尼对数衰减率；应用中图分类号：U449. 27；U441. 3文献标志码:A文章编号：1671 —7767(2021)02 —0071 —071概述湖北省石首长江公路大桥主桥采用主跨920 m 的双塔六跨连续不对称空间双索面混合梁斜拉桥,跨径布置为(75 + 75 + 75) m + 920 m+(300 + 100) m $混凝土箱梁和钢箱梁均采用分离式双箱断面,钢一混结合面位于北塔附近，并伸入主跨距北塔中 心线26. 5 m ；北边跨混凝土主梁长251. 5 m ；中跨和南边跨钢主梁长1 193. 5 m $桥塔采用收腿的倒Y 形造型，北边跨锚点位于桥面以下1. 05 m,南边 跨和中跨锚点位于桥面以下1. 11〜1 77 m $斜拉索采用标准抗拉强度,1 770 MPa 低松弛高强平行钢丝束，斜拉索钢丝镀“锌一铝”合金层、高密度聚乙烯护套保护层和护套表面缠包双层PVF 氟化膜胶带。
阻尼器原理
阻尼器原理1. 概述阻尼器是一种机械装置，用于控制或减缓振动或运动物体的速度变化。
它通过消耗和转化能量来减少或阻尼振动的幅度，并使物体的运动平稳。
在工程领域中，阻尼器被广泛应用于各种机械系统和结构，包括汽车悬挂系统、建筑物的地震减震系统以及航天器的姿态控制系统等。
本文将介绍阻尼器的原理、工作方式以及常见的几种类型。
2. 阻尼器的原理阻尼器基于能量消耗和能量转化的原理来减缓或阻尼振动。
当一个振动系统受到外界作用力或冲击时，系统中的能量将从一个形式转化为另一个形式并被消耗。
阻尼器通过摩擦、液体阻尼或气体阻尼来消耗能量。
当阻尼器连接到振动系统时，能量会从系统传递到阻尼器中，并在阻尼器内部转化为摩擦热、液体摩擦力或气体压力。
3. 阻尼器的工作方式阻尼器的工作方式取决于其类型。
下面介绍几种常见的阻尼器类型及其工作原理：3.1 液体阻尼器液体阻尼器是一种利用液体流动产生阻力的装置。
它由一个密封的容器、阻尼液体和连通管道组成。
当振动或运动物体施加作用力于液体阻尼器时，液体会因阻力而流动，阻碍物体的运动。
流动的液体通过管道传输能量，并在摩擦中耗散。
3.2 气体阻尼器气体阻尼器与液体阻尼器类似，但使用的是气体而不是液体。
气体阻尼器通常包括一个气密的容器和通过容器的孔道连接的气体。
当振动或运动物体施加作用力于气体阻尼器时，气体会产生压力，并通过孔道流出。
气体流动时会产生阻力，阻碍物体的运动。
3.3 摩擦阻尼器摩擦阻尼器使用摩擦力来减缓或阻尼振动。
它通常由一对相对运动的表面组成，其中至少一个表面具有摩擦材料。
当振动或运动物体施加作用力于摩擦阻尼器时，摩擦力会产生并减缓物体的运动。
摩擦力通过摩擦材料的表面摩擦来耗散能量。
4. 阻尼器的应用阻尼器在各种机械系统和结构中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用实例：•汽车悬挂系统：阻尼器通过减少车身的振动来提供汽车乘坐的平稳性和舒适性。
•建筑物地震减震系统：阻尼器用于减少建筑物在地震中的振动，并保护其结构的稳定性和安全性。
机构阻尼设计实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼机构的基本原理和设计方法。
2. 掌握阻尼系数对机构运动特性的影响。
3. 通过实验验证不同阻尼设计对机构性能的改善效果。
4. 培养实际工程中机构阻尼设计的实践能力。
二、实验原理阻尼机构是一种能够耗散能量、降低振动和冲击的机构。
在机械系统中，合理设计阻尼机构可以有效提高系统的稳定性和使用寿命。
本实验主要研究阻尼系数对机构运动特性的影响，包括振动幅度、频率和响应时间等。
三、实验设备1. 阻尼实验台：用于施加阻尼力。
2. 传感器：用于测量振动幅度、频率和响应时间等参数。
3. 数据采集与分析软件：用于实时记录和分析实验数据。
4. 机构原型：用于安装阻尼机构进行实验。
四、实验内容1. 实验一：阻尼系数对振动幅度的影响（1）安装阻尼机构在机构原型上。
（2）调整阻尼系数，分别设置低、中、高三个水平。
（3）在相同条件下，对每个阻尼系数进行多次实验，记录振动幅度。
（4）分析不同阻尼系数对振动幅度的影响。
2. 实验二：阻尼系数对振动频率的影响（1）安装阻尼机构在机构原型上。
（2）调整阻尼系数，分别设置低、中、高三个水平。
（3）在相同条件下，对每个阻尼系数进行多次实验，记录振动频率。
（4）分析不同阻尼系数对振动频率的影响。
3. 实验三：阻尼系数对响应时间的影响（1）安装阻尼机构在机构原型上。
（2）调整阻尼系数，分别设置低、中、高三个水平。
（3）在相同条件下，对每个阻尼系数进行多次实验，记录响应时间。
（4）分析不同阻尼系数对响应时间的影响。
五、实验结果与分析1. 实验一：阻尼系数对振动幅度的影响实验结果表明，随着阻尼系数的增加，振动幅度逐渐减小。
当阻尼系数达到一定程度时，振动幅度趋于稳定。
这表明增加阻尼系数可以有效降低机构的振动幅度。
2. 实验二：阻尼系数对振动频率的影响实验结果表明，随着阻尼系数的增加，振动频率逐渐降低。
当阻尼系数达到一定程度时，振动频率趋于稳定。
这表明增加阻尼系数可以有效降低机构的振动频率。
阻尼器的原理和作用物理知识
阻尼器的原理和作用物理知识嘿，朋友们！今天咱来聊聊一个特别有意思的东西——阻尼器！你说这阻尼器啊，就像是一位默默守护的超级英雄。
它的原理其实并不复杂，就好像我们走路的时候，遇到了一个小坡，我们的脚会不自觉地放慢速度，让我们走得更稳，这阻尼器就起到了类似这样的作用。
想象一下，要是没有阻尼器，那些高楼大厦在风中就会像喝醉酒的大汉一样摇摇晃晃，那可太吓人啦！有了阻尼器，它就会拉住这些大家伙，让它们稳稳当当的。
阻尼器的作用那可真是太大啦！在一些容易晃动的地方，比如桥梁啊，它能让桥在车辆通过的时候不那么颠簸，就好像给桥穿上了一双稳稳的鞋子。
还有那些巨大的机器设备，如果没有阻尼器，那运转起来还不得像发疯的野马一样啊！咱再打个比方，阻尼器就像是一场激烈比赛中的裁判，让一切都能有序地进行，不会乱了套。
它能把那些多余的晃动、震动给消除掉，让我们的生活和工作环境更加安全、舒适。
你看那些摩天大楼，高高地矗立在那里，多威风啊！可要是没有阻尼器在背后默默付出，它们能那么安心地站在那里吗？肯定不行啊！阻尼器就是它们的坚强后盾。
而且啊，阻尼器的种类还挺多呢！有液体阻尼器、摩擦阻尼器等等。
就像我们有不同口味的糖果一样，各有各的特点和用处。
比如说液体阻尼器吧，它就像是一个温柔的护士，慢慢地把那些晃动的能量给吸收掉，让一切都变得平和起来。
而摩擦阻尼器呢，就像是一个有力的摔跤手，紧紧地抓住那些晃动，不让它们乱来。
哎呀呀，这阻尼器可真是个神奇的东西啊！它在我们生活中无处不在，却常常被我们忽略。
我们每天在高楼里上班、在桥上开车，享受着阻尼器带来的安稳，却很少会想到它。
所以说啊，我们真得好好感谢这些小小的阻尼器，是它们让我们的生活变得更加美好，更加安心。
它们虽然不显眼，但却是我们生活中不可或缺的一部分呢！怎么样，现在是不是对阻尼器有了更深的认识啦？以后再看到那些高楼大厦、大桥什么的，可别忘了在心里默默给阻尼器点个赞哦！。
阻尼器的原理和作用
阻尼器的原理和作用
阻尼器的原理和作用是基于阻尼材料的运动阻力产生。
阻尼器主要由阻尼材料和结构组成。
当外部力作用在阻尼器上时，阻尼材料内部的分子会随着外部力的作用产生相对位移，从而导致材料内部分子之间的相互摩擦和能量损失。
阻尼器的作用是在运动或振动系统中消耗能量、减小振动幅度和提高系统的稳定性。
当运动或振动系统受到外界扰动时，阻尼器能够通过对外力施加阻尼力来减缓系统的运动速度并增加耗散的能量。
这样一来，阻尼器能够阻尼振动系统的能量传递，使系统振幅逐渐减小，最终使系统达到平衡稳定状态。
阻尼器在各个领域中有广泛的应用。
在建筑工程中，阻尼器可以用于减小地震或强风对建筑物的影响，提高建筑物的抗震能力和稳定性。
在运动设备中，阻尼器可以用于减少机械振动和噪音，增加设备的使用寿命和舒适性。
在汽车工业中，阻尼器可以用来减轻车辆行驶过程中的颠簸感和震动，提高行驶的平稳性和乘坐的舒适性。
总之，阻尼器通过产生阻尼力来减缓系统的运动速度和能量传递，达到减小振动幅度、消耗能量和增加系统稳定性的目的。
阻尼器在很多领域中都起到重要的作用，对于改善工程设备和结构的性能有着重要意义。
剪力墙竖向连接软钢阻尼器滞回性能试验研究
剪力墙竖向连接软钢阻尼器滞回性能试验研究
肖红梅;朱立猛;张春巍
【期刊名称】《浙江大学学报:工学版》
【年(卷),期】2023(57)1
【摘要】提出应用于剪力墙竖向韧性连接体的易拆装的拉压耗能软钢阻尼器.为了研究拉压荷载作用下该阻尼器的滞回性能,基于杠杆原理,设计制作能放大加载位移的高承载销轴-钢梁加载装置和3对不同耗能肢形状的试件,模拟阻尼器的螺栓连接边界和拉压往复受力过程.将阻尼器试件同条件依次安装并开展拟静力循环往复加载试验,研究试件的破坏模式、强度及变形能力、耗能特性及螺栓连接的可靠性,获得试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、承载力及延性系数等.对阻尼器的耗能承载能力进行评价分析,研究耗能肢型体参数对力学性能的影响.建立有限元模型,模拟阻尼器的失效行为.结果表明,阻尼器以耗能肢屈曲为典型破坏模式,Z型耗能肢阻尼器与其他2种耗能肢形状的阻尼器相比,具备更好的防屈曲性能和耗能能力,能够发挥低屈服点钢材的力学性能,震损后可以快速更换.
【总页数】11页(P122-132)
【作者】肖红梅;朱立猛;张春巍
【作者单位】青岛理工大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
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4.采用软钢阻尼器连接的L形装配式剪力墙抗震性能试验研究
5.采用软钢阻尼器连接的L形装配式剪力墙抗震性能试验研究
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基于阻尼器的机械结构动力学优化研究
基于阻尼器的机械结构动力学优化研究导言在机械领域中，动力学分析和结构优化是重要的研究方向。
随着科技的不断进步，工程师们希望设计出更加高效和可靠的机械结构，以满足不同应用的需求。
本文将介绍一种基于阻尼器的机械结构动力学优化研究方法，通过合理的阻尼器设计和优化，提高机械结构的动力学性能。
一、动力学分析的重要性在机械结构设计中，动力学是非常关键的一方面。
动力学分析可以帮助工程师预测机械结构在运动过程中产生的力和振动情况，从而优化设计并确保结构的安全性。
然而，由于外界环境和操作条件的不确定性，机械结构的动力学性能往往无法完全满足要求。
二、阻尼器的作用阻尼器是一种可以减少机械结构振动能量的装置。
通过吸收和分散能量，阻尼器可以使机械结构振幅减小并降低结构的谐振频率。
因此，在机械结构的动力学优化过程中，合理地设计和配置阻尼器是非常重要的。
三、阻尼器的类型与选择目前，常用的阻尼器类型包括液压阻尼器、橡胶阻尼器和摩擦阻尼器等。
具体选择哪种类型的阻尼器取决于机械结构的要求和运行环境。
例如，液压阻尼器适用于大型机械结构，而橡胶阻尼器适用于小型结构。
工程师在选择阻尼器时，需要综合考虑结构的刚度、材料的特性以及空间和负载限制等因素。
四、阻尼器的设计和优化阻尼器的设计和优化是机械结构动力学优化研究的核心内容之一。
通过对阻尼器结构和参数进行调整和优化，可以使机械结构的动力学性能得到改善。
例如，在液压阻尼器的设计中，可以优化油液流道的形状和尺寸，以减小油液的阻力和压力损失，提高阻尼效果。
在橡胶阻尼器的设计中，可以通过调整橡胶的硬度和厚度，以及橡胶与金属之间的粘接方式，来改变阻尼器的刚度和阻尼特性。
五、动力学优化实例为了验证阻尼器在机械结构动力学优化中的作用，我们以某机械系统为例进行了实验研究。
通过在该系统中添加液压阻尼器并进行优化设计，我们成功减小了结构振幅，并显著降低了系统的谐振频率。
实验结果表明，阻尼器的设计和优化可以有效改善机械结构的动力学性能，并提高系统的可靠性和安全性。
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基于杠杆原理阻尼器的设计和探讨
发表时间：2019-08-11T11:48:34.717Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：刘建武[导读] 适应性强，既可用于工程结构的抗震，又可用于工程结构抗风，既可用于新建工程结构，又可用于既有工程结构的抗震加固和改造。
广州大学土木工程学院广东广州 510006
摘要：针对部分阻尼器在结构进入弹塑性阶段时未能充分发挥耗能能力的不足之处，研发出能将结构较小转角位移进行放大的基于杠杆原理铅粘弹性阻尼器。
文中阐述了该阻尼器的构造特点、放大原理，并建立了阻尼器的Abaqus有限元模型，通过对比基于杠杆原理铅粘弹性阻尼器和无放大功能的简单剪切板型阻尼器的滞回曲线，表明该阻尼器构造合理，耗能能力提升显著。
关键词：阻尼器；杠杆原理；滞回曲线；耗能能力
1、位移放大功能阻尼器提出
本文研究开发一种基于杠杆原理的铅粘弹性阻尼器，该阻尼器的内部设置了一个杠杆原理，利用这一原理可将结构产生的小位移根据不同的杆轴比例放大成为作用阻尼器内部的耗能位移，通过将结构的位移或转角进行放大，使得位移型阻尼器的耗能能力得到最充分的发挥，同时阻尼器装置的外形尺寸相对较小。
图1为基于杠杆原理的铅粘弹性阻尼器的整体构造示意图.
(a)实体模型图
图1 基于杠杆原理的铅粘弹性阻尼器构造示意图
2、阻尼器构造特点
基于杠杆原理的铅粘弹性阻尼器的组成包括：转动剪切钢板、固定钢板、外支撑钢板、铅芯、薄钢板、粘弹性橡胶材料、转动轴1、转动轴2、滑动套孔、连接钢板和铅芯封盖。
橡胶和钢板的有效连接，是采用硫化机进行高温高压硫化连接，这种硫化作用也是目前采用最广的一种方法，能有效保证阻尼器在耗能过程中防止橡胶和钢板分离。
转动剪切钢板和固定钢板是预先留好孔洞，橡胶和钢板硫化完成后将铅芯也采用高温高压硫化在注入预留的孔洞中，盖上铅芯封盖。
完成硫化后进行转动剪切钢板和固定钢板的装配，将滑动套孔放入转动剪切钢板中间孔位置，用转动轴2将转动剪切钢板和固定钢板连接，当外界产生位移时，转动剪切钢板就以固定钢板圆孔为轴心绕着转动轴1转动剪切，阻尼器在产生剪切过程中滑动套孔也会沿着转动剪切钢板中间的条形孔上下轻微滑动，而固定钢板和外支撑钢板采用转动轴2相连。
阻尼器的耗能主要来自铅芯挤压剪切和橡胶的剪切耗能。
3、阻尼器放大原理
根据转动相同角度的同一圆心、不同半径圆弧的弧长等于它们半径之比的原理来实现位移或转角的放大。
阻尼器的放大的效果需要结合外部结构产生的变形特点、阻尼器内部的耗能材料的性质、结构体系的抗震等级要求等因素综合考虑确定；同时，可参考抗震结构抗震体系的抗震设计的需求，可任意调整阻尼器的内部刚度和阻尼力，以达到抗震结构的耗能能力最佳效果。
4、阻尼器的放大效果对比
4.1、滞回曲线对比
通过分别对基于杠杆原理的铅黏弹性阻尼器和无放大功能的简单剪切板型的铅粘弹性阻尼器施加相同单调幅值加载，得到力与位移的滞回曲线，如图2所示，由两个阻尼器的单调幅值加载的滞回曲线可知，滞回曲线饱满，在相同剪切位移幅值作用下基于杠杆原理铅粘弹性阻尼器的耗能为981.93kN?mm,对比模型阻尼器的耗能为108.25kN?mm，可得本阻尼器的耗能能力是对比模型的9倍；可知基于杠杆原理铅粘弹性阻尼器的耗能能力强，小位移作用下就能发挥优良的耗能能力。
(b)对比模型铅芯应力分布云图
图3 两个对比模型铅芯应力分布云图
4.2铅芯应力分布对比
铅芯是铅粘弹性阻尼器的耗能主要部分，且耗能能力的大小也主要受铅芯的挤压和剪切塑性变形的影响，图3分别是基于杠杆原理的铅黏弹性阻尼器和无放大功能的简单剪切板型的铅粘弹性阻尼器在相同位移下铅芯所产生的变形应力分布图，很明显基于杠杆原理的铅黏弹性阻尼器中的3个铅芯所产生的剪切变形远大于无放大功能的简单剪切板型的铅粘弹性阻尼器中的3个铅芯产生的剪切变形，也说明了基于杠杆原理的铅黏弹性阻尼器的耗能能力效果更好；且通过两个阻尼器的3个铅芯的应力分布可知，铅芯与复合弹性体接触两个面都产生完全屈服，而铅芯与固定钢板和剪切钢板接触区域均未发生屈服，由于钢板与铅芯之间形成了一个“套箍”的约束作用。
5、结语
综上所述，结构内部构件变形虽然可能已进入弹塑性状态，但结构梁柱节点处产生的位移较小，该阻尼器可结构产生的小位移进行放大，使得阻尼器中的耗能材料的耗能能力得到最充分的发挥；适用范围广，适应性强，既可用于工程结构的抗震，又可用于工程结构抗风，既可用于新建工程结构，又可用于既有工程结构的抗震加固和改造。
参考文献
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[4]吴福健,刘文光,郭彦,何文福.位移放大型粘弹性阻尼器减震结构地震响应分析方法研究[J].工程抗震与加固改造,2017,39(06):62-
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[5]Shen Hin Lim,B.Gangadhara Prusty,Garth Pearce,et al.Study of Magnetorheological Fluids towards Smart Energy Absorption of
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