耐久型黏滞阻尼器的研发及性能试验研究

跨海长大桥梁用黏滞阻尼器的服役环境腐蚀性强，且服役时累计位移较大，更容易出现泄露、锈蚀等病害，导致耐久性较差。为了提高跨海长大桥梁用黏滞阻尼器的耐久性，采用了较低的速度指数，应用了串联式密封、陶瓷涂层活塞杆等技术，并设计了智能监测评估系统，研发了耐久型黏滞阻尼器。对耐久型黏滞阻尼器进行的性能试验研究结果表明，其在1～1 000 mm/s速度范围内均满足F=CV^α的本构关系，具有较好的耗能能力；5万次疲劳磨耗后无泄露，陶瓷涂层活塞杆表面光洁，无可见阻尼介质泄露；工作状态可得到实时反馈和评估。该耐久型黏滞阻尼器可较好地满足跨海长大桥梁的减震(振)需求。     

汽车悬架用磁流变阻尼器的性能试验研究

介绍了用于汽车悬架的磁流变阻尼器(MR阻尼器)的特点及其性能试验系统,并在大范围控制电流、不同频率和幅度组合的单谐波激励下对MR阻尼器进行了试验数据的处理与分析.结果表明,MR阻尼器的输出阻尼力一相对速度特性曲线存在严重的非线性滞环特性,表现为半主动的电流控制特点,且阻尼力随控制电流的增加而增加并趋于饱和;在控制电流为零的情况下,MR阻尼器表现为普通的无源液压阻尼器件的工作特性.     

基于模糊逻辑的异形拱塔斜拉桥黏滞阻尼器参数优化研究

为研究黏滞阻尼器参数对异形斜拉桥抗震性能的影响及该黏滞阻尼器的参数优化,以某蝴蝶兰异形拱塔斜拉桥为对象,建立全桥三维有限元模型,结合模糊逻辑控制方法,研究在地震作用下35种工况组合的阻尼系数C与速度指数α对该桥抗震性能的影响。研究结果表明:在塔梁交接处设置一个纵向黏滞阻尼器后,该桥关键位置地震反应明显减小;变化规律为:随阻尼系数的增大,塔顶位移及塔底弯矩均减小;随速度指数的增大,塔顶位移及塔底弯矩均增加;经Matlab模糊逻辑优化得出:在阻尼系数C取4500 kN·(s/mm),速度指数α取0.2时,塔顶位移及塔底弯矩综合平衡减震效果达到最佳。     

黏滞性阻尼器对千米级斜拉桥纵向减震效果的振动台试验研究

为了研究千米级斜拉桥纵向采用黏滞性阻尼器的减震效果，以一座主跨1 088 m的斜拉桥为工程背景，按相似理论设计制作了一座几何缩尺比为1：35的全桥振动台试验模型，通过改变塔梁间的连接方式，建立了塔梁间纵向无约束的非减震体系和塔梁间纵向采用黏滞性阻尼器的减震体系，选用4条具有代表性的地震动进行了4个振动台纵向一致激励的全桥振动台试验，然后将不同地震动输入下2种体系的试验结果进行对比分析。试验结果表明：千米级斜拉桥纵向无约束体系的地震响应受输入地震动的特性影响较大，对于长周期成分丰富，特别是对应于结构一阶周期的加速度谱和位移谱谱值较大的地震动，结构的地震响应较大；千米级斜拉桥非减震体系的地震响应同样也受输入地震动特性的影响较大；纵向采用黏滞性阻尼器的减震体系可以减小结构的梁端位移、塔顶位移以及塔底钢筋应变，但输入地震动的特性会影响黏滞性阻尼器的减震效果，对于特征周期较长、长周期成分丰富的地震动，黏滞性阻尼器的减震效果较好，而对于有明显速度脉冲的地震动，黏滞性阻尼器的减震效果相对较差，当地震动峰值加速度PGA为0.4g时，在场地人工地震动、Loma Prieta地震动作用下，梁端最大位移分别减小了62.41%、37.75%；对于有明显速度脉冲的地震动，需要选择阻尼系数更大的黏滞性阻尼器。     

大跨独塔斜拉桥纵向约束体系研究

为寻求一种最优纵向抗震体系,以一座位于高烈度区的205 m+205 m独塔斜拉桥为工程背景,建立动力模型进行时程分析,分别从黏滞阻尼器方案和弹性索方案两方面进行参数研究,比选2种方案并确定最优的纵向约束体系。结果表明,在总阻尼力和阻尼指数相同的前提下,当边墩与桥塔的阻尼器屈服力之比为1∶2时,下塔柱底的地震弯矩、塔顶位移与主梁位移均达到极小值;黏滞阻尼器在边墩和桥塔上的布置数量分别为4个、8个,当阻尼指数取0.3、阻尼系数为2 000 kN时,地震内力与位移均可得到有效的平衡控制;当全桥2根弹性索刚度为4×10⁴ kN/m时,关键截面的弯矩和剪力均出现极小值,黏滞阻尼器方案较弹性索方案的地震内力降幅超过20%,地震位移大致减小50%。     

定海大桥非线性黏滞阻尼器参数研究

以一座V形墩连续刚构桥为工程背景,研究非线性黏滞阻尼器的设置对该桥梁抗震性能的影响。建立有限元计算模型,采用非线性动力时程法分析阻尼参数,讨论黏滞阻尼器在桥梁的设置位置,并与未设置阻尼器的桥梁地震响应情况进行对比。结果表明:通过在桥梁上设置非线性黏滞阻尼器后,合理选择黏滞阻尼器的位置和参数,可有效降低桥梁关键结构在地震作用下的位移变形和内力响应,提高桥梁的抗震性能。     

河口大桥液体黏滞阻尼器参数分析

河口大桥主跨360m,为我国地震烈度8度及以上地震区域跨度最大的斜拉桥,设置液体黏滞阻尼器,对于半漂浮体系的斜拉桥是一种十分有效的消能减震装置。本文介绍了河口大桥液体黏滞阻尼器的设置形式,重点对比分析了阻尼系数C和速度指数α两参数不同情况下结构关键部位的变形和内力效应,并优化了液体黏滞阻尼器的相关参数。计算成果表明,通过对液体黏滞阻尼器阻尼参数的优化,可使地震作用下结构的相对位移和地震力有效降低,并使桥梁的抗震安全性提高。     

车用磁流变阻尼器的试验及力学建模研究

针对某型号车用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,得到阻尼器的阻尼力在不同工况下与位移、速度的变化曲线.结合Bouc-Wen模型对磁流变阻尼器进行力学建模,推导出模型各参数与加载电流的关系,进而得出电流与阻尼力之间的关系.最后,对比模型仿真结果与试验测试结果,验证磁流变阻尼器的阻尼力可控.     

桥梁黏滞阻尼器在役性能的测试研究

对桥梁黏滞阻尼器的重要性及其在役性能检测的必要性进行了阐述；又以马鞍山长江公路大桥黏滞阻尼器的在役性能测试为例，对桥梁阻尼器整个现场测试方法和流程作了详细的介绍，并对测试结果进行了分析和总结。     

基于地震易损性的斜拉桥斜置式黏滞阻尼器参数优化

为获得超大跨径斜拉桥斜置式黏滞阻尼器的合理参数，提出将基于全概率理论的斜拉桥地震易损性分析方法应用于该类阻尼器参数优化设计中。该方法综合考虑桥梁结构地震动的随机分布特点，同步建立斜拉桥顺桥向、横桥向的黏滞阻尼器参数-地震易损性曲面，以桥梁体系地震易损性最小为目标函数，分析顺桥向与横桥向的易损性曲线变化规律及优化参数，并综合顺桥向及横桥向参数优化结果，得到斜置式黏滞阻尼器的合理参数。以主跨806 m的芜湖长江公路二桥为背景，进行斜置式黏滞阻尼器参数优化设计。结果表明：基于全概率理论的斜拉桥地震易损性分析方法能够综合考虑桥梁结构的地震响应因素，并能根据设计目标对斜置式黏滞阻尼器进行参数优化设计；芜湖长江公路二桥优化后的斜置式黏滞阻尼器与主梁之间的夹角宜设定为26.3°,阻尼系数为3 213 kN·(m/s)^-0.26。     

超大跨度斜拉桥的横向约束体系

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以苏通长江公路大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了3种边墩、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究了阻尼器的合理设置方式及阻尼器参数。结果表明:对于超大跨度斜拉桥,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在边墩、梁之间设置横向流体黏滞阻尼器可以显著减小边墩的横向内力以及梁端的横向位移,流体黏滞阻尼器应分散设置在各边墩上。     

永磁调节式磁流变阻尼器在浏阳河大桥的应用

永磁调节式磁流变阻尼器具有不需电源和阻尼力可调的优点。该文通过试验研究了该磁流变阻尼器的力学性能,针对长沙浏阳河大桥拉索振动问题,提出了永磁调节式磁流变阻尼器拉索减振方案。现场减振试验和实际应用结果表明,该阻尼器具有很好的减振效果。     

芜湖长江公路二桥斜置粘滞阻尼器动力性能监测

芜湖长江公路二桥主桥为主跨806m的双塔四索面钢箱梁斜拉桥,采用斜置阻尼约束体系。为研究斜置阻尼约束体系实桥的动力性能,建立粘滞阻尼器实时监测系统,实测桥址处的风速、风向、梁体温度、粘滞阻尼器轴向位移及阻尼力,分析粘滞阻尼器的轴向位移随温度、风速、风向等环境因素的变化规律。结果表明:粘滞阻尼器的轴向位移与温度具有显著的相关性,温度变化是造成粘滞阻尼器发生位移的主要因素;横向风荷载导致粘滞阻尼器产生不均等位移;温度作用下粘滞阻尼器阻尼力小于设计最大阻尼力的1/10,满足规范要求;粘滞阻尼器运营正常,协同工作性能良好,动力性能满足要求。     

悬索桥用新型摩擦阻尼器的研发及试验研究

针对大跨径悬索桥在运营荷载下梁端往复运动、累积位移大,导致滑动支座和伸缩缝因磨耗严重而耐久性降低的问题,研发了一种抑制或降低悬索桥主梁慢速频繁运动的摩擦阻尼器。对比分析了黄铜、复合型刹车片、高性能聚合物等摩擦材料样件的耐磨特性,以高性能聚合物和不锈钢镜面作为摩擦副设计试制了大吨位摩擦阻尼器试件,并完成了力学性能试验。研究结果表明,在12 MPa的正压力下,黄铜、复合型刹车片材料的磨耗率高且稳定性差,而高性能聚合物材料经过10 000 m磨耗后仅出现少量磨屑,且对磨面未出现明显磨痕,磨耗率为12μm/km,耐磨特性良好,摩擦力稳定;高性能聚合物在0.5～11 mm/s范围内摩擦系数随速度变化幅度小,其平均值为0.174,稳定性较好;摩擦阻尼器试件在0.1～377 mm/s范围内,实际阻尼力与设计值(752 kN)的偏差均不大于±10%,呈现明显的库伦特性,在悬索桥不同受力状态下均能提供较稳定的阻尼力。     

沙坡头黄河大桥约束体系研究

为了探究沙坡头黄河大桥合理的约束体系，从而减小桥梁结构的地震响应，以沙坡头黄河大桥为研究对象，利用SAP2000软件，采用非线性时程分析方法开展了不同约束体系下桥梁地震响应的对比分析，提出了纵向在主塔位置设置黏滞阻尼器，横向在主塔和桥墩处设置黏滞阻尼器和摩擦摆支座的减震阻尼体系。结果表明，采用该体系，塔底弯矩降低了34%,主塔和过渡墩处的支座纵向位移降低了55%以上；纵向阻尼系数主塔处取4 000、过渡墩处取3 000,横向阻尼系数主塔处取4 000、过渡墩处取2 000,是较为合理的。     

摩托车液压减振器主要性能技术设计要点

在主要性能匹配设计确定悬架簧刚度、阻尼器阻尼系数及阻尼力之后，必须对减振器进行技术设计，包括确定悬架弹簧直径和自由高度，选择适当的材料和工艺，合理布置阻尼器的正常阻尼区和缓冲区，选择节流方式，确定阻尼器结构参数等。     

基于磁流变阻尼器的半主动悬架研究

为提高商用车乘坐舒适性,文章结合某款商用载货汽车进行半主动悬架系统的设计研究。首先进行磁流变阻尼器结构设计,并使用Ansoft有限元分析软件对阻尼器进行结构优化,避免磁流变（MR）阻尼器磁场强度的欠饱和与过饱和;其次采用模糊控制与比例-积分-微分（PID）控制相结合的方式对阻尼器阻尼力大小进行控制输出,使得阻尼力始终等于或接近最佳舒适性与安全性要求下的阻尼力大小;最后基于Matlab/Simulink数值分析软件对阻尼器减振性能进行仿真,完成了一款基于磁流变阻尼器的半主动悬架系统设计。此研究中的磁流变阻尼器结构紧凑,易于集成化设计,通过最终仿真结果表明,与传统被动悬架相比较,此半主动悬架减振效果更为优秀,响应速度更快,使得车辆具有更好的平顺性、舒适性与行驶安全性。     

黏滞惯性质量阻尼器对斜拉索减振效果的数值分析

随着斜拉桥跨度的增大，斜拉索长度也越长，会同时存在发生风雨激振和涡激共振的可能性。风雨激振参与模态主要为低阶，涡激共振参与模态为高阶，这给斜拉索减振阻尼器的设计带来了新的挑战。采用数值方法，研究了黏滞惯性质量阻尼器（Viscous Inertial Mass Damper，VIMD）的斜拉索减振效果。首先，将斜拉索简化为张紧弦，建立了斜拉索-VIMD系统的运动微分方程，采用有限差分方法对方程进行数值求解。然后，以苏通大桥A30号斜拉索为工程背景，研究了各参数对该系统模态阻尼比的影响。最后，研究了阻尼器支架刚度对斜拉索-VIMD系统减振效果的影响，并将数值解与近似解析解进行对比。研究结果表明：在传统的黏滞阻尼器中并联惯性质量单元，可显著提高斜拉索的模态阻尼比，非常有利于减振；斜拉索-VIMD系统各阶模态的量纲为1的阻尼比曲线不重合，这与传统的斜拉索-VD（Viscous Damper）系统不同；斜拉索-VIMD系统的模态阻尼比随支架刚度的减小而急剧减小。     

应用于汽车减振的磁流变液阻尼器的设计原理

应用智能材料磁流变液（MR）构造出的半主动悬架减振系统，可以用于对车辆振动的控制。MR流体具有的独特性质在于：在强磁场的作用下，可由牛顿流体变为粘塑流体，而变液阻尼器则具有结构简单、体积小、工作连续可逆，能耗小等优点。本文介绍了磁流变液的材料特性，建立了磁流变液阻尼器的阻尼力数学模型，并提出设计变阻尼器时参数的选取原则。     

河口黄河大桥减隔震措施研究

河口黄河大桥主跨360 m,为我国Ⅷ度及以上地震区最大跨度的斜拉桥,桥塔设计受抗震控制,需采取合理的减隔震措施保证结构的安全和经济性。介绍了河口黄河大桥的地震非线性时程分析方法,重点分析对比了不同参数下塔梁弹性约束和使用液体黏滞阻尼器两种隔振体系的结构响应。结果表明,相对于塔梁弹性约束体系,设置液体黏滞阻尼器对减少本桥地震效应更为有效,其研究成果对同类大桥的设计与计算工作具有一定理论指导作用。