应用SMA丝—橡胶复合支座的钢框架结构隔震研究

论文摘要

基于普通橡胶支座的不足之处,本文设计出一种SMA丝—橡胶复合支座,并对其进行振动台实验和ANSYS模拟来显示其优越性。首先对所选的SMA丝进行材料力学特性实验,在验证其超弹性特性之后,针对普通橡胶支座存在的恢复力和阻尼较小,通过在橡胶支座四周布置SMA丝,设计出该复合支座。在对该复合支座和普通橡胶支座分别进行振动台试验之后,得出这两种支座在不同水平剪切变形下的F—X曲线,进行耗能能力、最大恢复力、等效水平刚度和等效阻尼比的对比分析,通过具体数据充分体现出复合支座优于普通橡胶支座。同时,利用ANSYS对钢框架结构中的SMA丝—橡胶复合支座进行隔震研究,在两种地震波作用下进行固定支座、普通橡胶支座和该复合支座的时程分析,得出该复合支座的优越性,并就进一步的研究进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 隔震技术的发展及橡胶支座的应用
• 1.3 形状记忆合金在结构振动控制中的应用
• 1.4 本文主要研究工作
• 2 形状记忆合金的材料特性及其本构关系
• 2.1 引言
• 2.2 形状记忆合金的材料特性
• 2.2.1 形状记忆效应
• 2.2.2 超弹性效应
• 2.2.3 阻尼特性
• 2.3 SMA 材料及其超弹性效应在土木工程中的应用研究
• 2.4 形状记忆合金的本构模型
• 2.4.1 单晶理论本构模型
• 2.4.2 数学型本构模型
• 2.4.3 唯象理论本构模型
• 2.4.4 细观力学模型
• 2.5 形状记忆合金材料超弹性性能试验
• 2.5.1 试验材料
• 2.5.2 试验方案
• 2.5.3 试验结果分析
• 2.5.4 试验与理论的对比
• 2.6 本章小结
• 3 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的设计和研究
• 3.1 普通橡胶支座的不足
• 3.2 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的设计
• 3.2.1 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的构造
• 3.2.2 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的相关数据
• 3.3 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的力学性能分析
• 3.4 应用形状记忆合金丝—橡胶复合支座的结构动力分析
• 3.5 本章小结
• 4 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的力学性能试验
• 4.1 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的制作与相关参数
• 4.2 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的振动台试验
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 试验方案
• 4.2.3 试验数据的获得
• 4.2.4 试验结果
• 4.3 试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 形状记忆合金丝—橡胶复合支座在钢框架中的隔震研究
• 5.1 不同支座约束下结构隔震体系运动方程的建立
• 5.2 不同支座约束下结构隔震性能研究
• 5.2.1 模型简介
• 5.2.2 模态分析
• 5.2.3 瞬态分析
• 5.3 形状记忆合金丝—橡胶复合支座的隔震优越性
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目
• 致谢
• 参考文献