阻尼器研究读书报告
- 格式:pdf
- 大小:218.32 KB
- 文档页数:2
一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。
2. 测试不同材料对阻尼效果的影响。
3. 分析阻尼效果在不同频率下的变化规律。
二、实验原理阻尼现象是指系统在受到外界干扰时,其运动状态逐渐减弱直至停止的现象。
阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
本实验通过测试不同材料的阻尼效果,探讨阻尼现象的基本规律。
三、实验材料与设备1. 实验材料:橡胶、塑料、木材、金属等。
2. 实验设备:振动台、数据采集器、计算机、频谱分析仪等。
四、实验步骤1. 将实验材料分别安装在振动台上。
2. 通过数据采集器记录不同材料的振动数据。
3. 利用频谱分析仪分析不同频率下的阻尼效果。
4. 比较不同材料在不同频率下的阻尼效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果(1)橡胶材料在低频段的阻尼效果较好,高频段阻尼效果较差。
(2)塑料材料在低频段的阻尼效果较差,高频段阻尼效果较好。
(3)木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好。
(4)金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
2. 分析(1)橡胶材料具有良好的弹性,能够吸收振动能量,从而降低振动幅度,提高阻尼效果。
(2)塑料材料在低频段阻尼效果较差,可能是因为塑料材料在低频段难以发生弹性变形,无法有效吸收振动能量。
(3)木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好,可能是因为木材具有良好的弹性和一定的密度,能够有效吸收振动能量。
(4)金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差,可能是因为金属材料的弹性较差,难以吸收振动能量。
六、结论1. 阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
2. 橡胶材料在低频段的阻尼效果较好,塑料材料在低频段的阻尼效果较差,木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好,金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
3. 本实验为阻尼效果的研究提供了实验依据,有助于优化材料选择和结构设计。
七、实验展望1. 进一步研究不同材料在不同温度、湿度等环境条件下的阻尼效果。
2. 研究阻尼效果与材料微观结构之间的关系。
阻尼器研究读书报告摘要:耗能减震技术是把结构物中的某些构件设计成耗能部件或在结构物的某些部位(节点或连接处)装阻尼器。
目前研究开发的阻尼器归纳起来主要分成两类,一类是滞回装置,包括金属屈服阻尼器和摩擦阻尼器,另一类是粘性装置,包括粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。
前一类阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对位移,粘滞阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对速度,而粘弹性阻尼器耗能则既依赖于阻尼器自身的相对位移,也依赖于阻尼器自身的相对速度。
关键词:阻尼器;构造;耗能1.陈子康等对新型弧形钢棒阻尼器(如下图1所示)性能进行ABAQUS 软件有限元数值分析,该阻尼器采用局部削弱构造,分别采用了两种削弱方案:方案A(两种削弱方案);B 方案(端部削弱,中部保持削弱后的截面尺寸不变),研究不同削弱方案对新型弧形钢棒阻尼器的滞回耗能能力、承载力特性、应力分布情况的影响,结果表明:两种方案的新型弧形钢棒阻尼器的等效粘滞阻尼系数均比弧形钢棒阻尼器大,耗能效果得到了提升,且 A 方案的新型弧形钢棒阻尼器耗能效果提升更多。
图1 新型弧形钢棒阻尼器图2 新型弧形钢棒阻尼器的方案A、B2.周云等对高阻尼橡胶阻尼器的性能方面进行了试验研究,分别研究了变形相关性、频率相关性以及疲劳性能循环加载试验,得出了在不同工况下高阻尼橡胶阻尼器的存储剪切模量、损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比等力学性能的变化规律,指出高阻尼橡胶阻尼器力学性能与剪切变形和加载频率具有一定的相关性,剪切变形越大,阻尼力越大,存储剪切模量、损耗剪切模量以及等效黏滞阻尼比有所降低;加载频率越大,滞回曲线越饱满,存储剪切模量变化较小,损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比有所增加。
3.王爽等采用有限元软件ABAQUS对开椭圆形孔、菱形孔和条形孔这3种新型开孔H型钢阻尼器的耗能性能进行数值分析,研究了开孔形状、肢宽与肢高等参数对新型耗能器耗能性能的影响。
分析结果表明:新型H型钢耗能器具有饱满的滞回曲线,屈服位移较小、耗能性能稳定,耗能器的屈服位移、初始刚度和等效阻尼比随各肢钢板宽度增大(或高度减小)而增大;在开孔率相近或者肢宽相同的情况下,菱形孔H型钢耗能器的等效阻尼比要比条形孔和椭圆形孔的大,且应力分布更加均匀。
阻尼实验研究阻尼对振动的影响在物理学中,振动是一种对象周期性的来回运动。
在实际生活中,许多系统和设备都会受到振动的影响,其中阻尼是一种重要的现象。
本文将探讨阻尼对振动的影响,并介绍一种阻尼实验的研究方法。
一、引言振动是一个物体或系统围绕其平衡位置做周期性的运动。
在没有阻尼的情况下,振动将保持永恒的运动。
然而,在实际应用中,阻尼是难以避免的,并且会对振动产生重要影响。
二、阻尼对振动的影响1. 阻尼的定义与分类阻尼是指在振动过程中对振动物体的相对运动产生阻碍的力或现象。
根据阻尼的特性,可以将其分为以下几类:- 无阻尼振动:没有外界阻力的影响,系统能够永久地保持振动。
- 强迫振动:在周期性外力作用下,系统振动频率与外力频率相同。
- 欠阻尼振动:阻尼力较小,系统在振动后会经历一段减振过程,但最终回到平衡位置。
- 临界阻尼振动:当阻尼适中时,系统在振动后恢复到平衡位置需要的时间最短。
- 过阻尼振动:阻尼力较大,系统在振动后不能完全回到平衡位置。
2. 阻尼对振动的影响阻尼的存在会改变振动系统的特性,对振动的幅度、频率和周期等方面产生影响:- 阻尼会减小振动的幅度:振动会随时间减弱,直至停止运动。
- 阻尼会改变振动的频率:阻尼越大,振动频率越低。
- 阻尼会增加振动的周期:阻尼减弱了振动系统的回复速度。
三、阻尼实验研究方法为了研究阻尼对振动的影响,可以进行一种名为“阻尼实验”的实验。
以下是该实验的步骤:1. 实验材料和器材准备- 弹簧振子:用于模拟振动系统。
- 钟摆计时器:用于测量振动的周期。
- 阻尼装置:可调节振动的阻尼大小。
2. 实验步骤1)将弹簧振子悬挂在支架上,并保证其自由振荡无阻尼状态下。
2)调节阻尼装置,逐渐增加阻尼的大小,记录每次增加后的振动周期和振幅。
3)重复步骤2,直到观察到过阻尼的情况。
3. 实验结果分析根据实验数据,绘制阻尼大小与振动周期的关系图,并分析不同阻尼对振动的影响。
可以观察到阻尼越大,振动周期越长,振动幅度越小。
磁阻尼实验报告篇一:电磁阻尼摆由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时,对摆锤面的某一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势,进而产生感应电流,这就是涡电流。
按楞次定律,涡电流的磁场与原磁场的作用,阻碍摆锤的运动,因此,金属摆总是受到一个阻尼力的作用,就像在某种粘滞介质中摆动一样,很快地停止下来,这种阻尼起源于电磁感应,故称电磁阻尼。
若是开口摆锤,涡电流减小,阻尼作用也减小。
操作说明:1、没有磁场时,让阻尼摆作自由摆动,可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。
2、当阻尼摆在两磁极间前后摆动时,阻尼摆会迅速停止下来,说明了两极间有很强的磁阻尼。
3、将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述实验,不论有没有在两磁极,其摆动都要经过较长的时间才停止下来。
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。
宏观现象即为:当闭合导体与磁铁发生相对运动时,两者之间会产生电磁阻力,阻碍相对运动。
这一现象可以用楞次定律解释:闭合导体与磁体发生切割磁感线的运动时,由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化,闭合导体会产生感生电流,这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。
其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合,例如电度表、电磁制动机械,甚至磁悬浮列车等。
为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值.提出了一种新型的被动式电磁阻尼器.它的结构类似于电磁轴承.但无需闭环控制,采用直流电工作。
通过分析发现,电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因,推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。
实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。
依靠电磁阻尼原理将传统的ABS刹车系统进行了改造,以适应电动汽车的刹车制动。
并在一些细节上对传统的ABS进行了优化。
相比较传统ABS的优点:1.本制动系统,从踩下刹车系统就开始工作,开始时间比较传统ABS快;2.没有机械刹车制动系统,不会有刹车片的磨损。
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进,建筑物的高度和体积不断增加,地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。
在地震中,当地基和建筑物发生相对运动时,会产生巨大的能量和毁灭性的震动波,给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。
因此,针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。
其中,金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用,在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。
不同于传统的铅芯阻尼器,新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性,可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。
本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨,以期为建筑物的减震设计提供参考。
一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一,通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。
下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。
(一)试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。
针对新型金属阻尼器,试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑:1.试验材料的选择:试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能,同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。
2.试验样本的尺寸和形状:试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合,可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。
3.力学参数的测定:试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等,需要通过适当的装置和测试手段进行测定。
(二)试验装置试验装置需要满足试验方案的要求,并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。
针对新型金属阻尼器,试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑:1.试验台架的设计:试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性,并且需要与样本的尺寸和形状相适应。
2.载荷装置的设计:载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器,确保加载过程的平稳和数据的准确性。
介绍风阻尼器的总结与反思
风阻尼器是一种常用的阻尼装置,用于减小结构物在强风作用下的振动。
它通过增加结构物与风之间的阻力,减少结构物的运动,从而保证其稳定性和安全性。
风阻尼器的工作原理是利用风的动力作用于阻尼器上的阻力片或阻
力体,产生一定的阻尼力。
这种阻尼力可以通过液体、气体或金属等材料来实现。
当结构物受到风力作用时,风阻尼器会吸收部分风力能量,并将其转化为阻尼力,从而减小结构物的振动幅度。
使用风阻尼器具有许多优点。
首先,它可以显著减小结构物的振动幅度,提高结构物的稳定性和安全性。
其次,风阻尼器可以有效地控制结构物的共振现象,减少共振带来的破坏性影响。
此外,风阻尼器还能够降低结构物对风力的敏感度,提高结构物的抗风能力。
然而,风阻尼器也存在一些局限性。
首先,风阻尼器需要占用一定的空间,增加了结构物的体积和重量。
其次,风阻尼器的安装和维护成本较高。
此外,风阻尼器的性能受到环境因素的影响,如温度、湿度等。
在今后的研究与应用中,我们应该进一步探索和改进风阻尼器的技术。
例如,可以通过优化材料的选择和设计,提高风阻尼器的性能和效率。
此外,还可以探索新型风阻尼器的设计,以满足不同结构物的需求。
在实际应用中,我们还应该考虑风阻尼器的经济性和可行性,以确保其在工程项目中的合理应用。
总之,风阻尼器是一种重要的阻尼装置,可以有效减小结构物在强风作用下的振动。
尽管存在一些局限性,但通过进一步研究和应用,风阻尼器将在工程领域中发挥更大的作用。
磁阻尼实验反思一、实验介绍磁阻尼实验是物理学中的一个重要实验,用于研究电流在磁场中受到的阻力。
实验通常使用一个弹簧挂着的铜棒,将其置于恒定磁场中,然后通过铜棒施加电流,观察铜棒受到的阻力及其变化。
二、实验过程1.准备工作:将弹簧挂在支架上,并调整弹簧的长度使其与支架垂直。
将铜棒放置在弹簧上,并调整铜棒位置,使其与支架垂直且位于恒定磁场中心。
2.测量弹簧的劲度系数:通过给弹簧施加一定质量并测量其伸长量,可以计算出弹簧的劲度系数。
3.测量电流与阻力关系:通过改变电流大小并记录相应的阻力值,可以得到电流与阻力之间的关系曲线。
4.测量不同速度下铜棒受到的阻力:通过改变电流大小和方向,并记录不同速度下铜棒受到的阻力值,可以得到不同速度下铜棒受到的阻力及其变化。
三、实验结果根据实验数据绘制出电流与阻力之间的关系曲线,可以看到在电流较小的时候,阻力与电流呈线性关系;而在电流较大的时候,阻力与电流之间存在非线性关系。
此外,在不同速度下铜棒受到的阻力也会有所变化。
四、实验反思1.实验数据误差:在实验过程中,由于各种因素的影响(如温度、磁场强度等),可能会导致实验数据存在一定误差。
为了减少误差,需要尽量控制各项条件,并进行多次重复测量。
2.理论知识应用:磁阻尼实验是基于一定的理论知识进行的,因此在进行实验前需要对相关理论进行深入学习和掌握。
只有掌握了相关理论知识,才能更好地理解实验过程和结果。
3.安全问题:在进行磁阻尼实验时需要注意安全问题,例如避免触碰强磁场、避免触碰带有电流的铜棒等。
同时,在使用仪器设备时也需要注意操作规范和安全要求。
五、总结磁阻尼实验是一项重要的物理学实验,通过实验可以研究电流在磁场中受到的阻力及其变化。
在进行实验时需要注意各种因素的影响,掌握相关理论知识,并注意安全问题。
通过对实验结果的分析和反思,可以更好地理解相关物理学知识,并提高实验操作技能。
磁阻尼实验报告篇一:电磁阻尼摆由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时,对摆锤面的某一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势,进而产生感应电流,这就是涡电流。
按楞次定律,涡电流的磁场与原磁场的作用,阻碍摆锤的运动,因此,金属摆总是受到一个阻尼力的作用,就像在某种粘滞介质中摆动一样,很快地停止下来,这种阻尼起源于电磁感应,故称电磁阻尼。
若是开口摆锤,涡电流减小,阻尼作用也减小。
操作说明:1、没有磁场时,让阻尼摆作自由摆动,可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。
2、当阻尼摆在两磁极间前后摆动时,阻尼摆会迅速停止下来,说明了两极间有很强的磁阻尼。
3、将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述实验,不论有没有在两磁极,其摆动都要经过较长的时间才停止下来。
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。
宏观现象即为:当闭合导体与磁铁发生相对运动时,两者之间会产生电磁阻力,阻碍相对运动。
这一现象可以用楞次定律解释:闭合导体与磁体发生切割磁感线的运动时,由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化,闭合导体会产生感生电流,这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。
其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合,例如电度表、电磁制动机械,甚至磁悬浮列车等。
为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值.提出了一种新型的被动式电磁阻尼器.它的结构类似于电磁轴承.但无需闭环控制,采用直流电工作。
通过分析发现,电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因,推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。
实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。
依靠电磁阻尼原理将传统的ABS刹车系统进行了改造,以适应电动汽车的刹车制动。
并在一些细节上对传统的ABS进行了优化。
相比较传统ABS的优点:1.本制动系统,从踩下刹车系统就开始工作,开始时间比较传统ABS快;2.没有机械刹车制动系统,不会有刹车片的磨损。
金属阻尼器的试验研究与应用摘要:能量耗散是减少建筑结构或构件在地震中损伤和破坏的关键,应用金属阻尼器是耗散地震能量的重要手段之一。
金属阻尼器主要是利用金属进入弹塑性屈服状态产生滞回进行耗能,具有造价低廉,耗能能力稳定的优点。
在重点介绍目前几种被广泛应用的金属阻尼器的基础上,阐述了其工作原理、构造要求和工程应用情况。
其中,对铅挤压阻尼进行了设计和制作,并对其进行了力学性能测试,测试结果显示:铅挤压阻尼器力-位移曲线接近矩形,符合“库伦摩擦”的特点;力-速度曲线接近双“S”形,阻尼器耗能能力较强且性能稳定。
最后,提出今后金属阻尼器的发展方向和需要进一步解决的问题。
关键词:能量耗散;金属阻尼器;弹塑性屈服;滞回特性;工作原理近年来,国内外在工程结构的隔震、减振与振动控制方面进行了大量的研究工作,取得了丰硕的成果。
传统的建筑抗震结构体系是通过提高结构本身的性能,例如加大构件截面尺寸或者采用更高强度的材料来抵御地震作用。
但是,由于人们不能准确地预知将来可能遇到的地震作用的大小及特性,而按传统方法设计的建筑结构又不具备对外荷载进行自我调节的能力,因此,按常规的设防烈度来进行设计,一旦遇到超出设防烈度的强烈地震,建筑结构的安全性将无法得到保障。
文献[1]提出了结构振动控制的概念,即通过在工程结构的特定部位装设某种装置、机构或某种施加外力的设备,改变或调整结构的动力特性,从而合理控制结构在动力荷载作用下的响应(如位移、速度、应变或者加速度等)。
结构控制的提出和发展无疑给现代建筑抗震设计带来了根本性的变化,土木工程振动控制的研究和应用从上世纪开始,至今已有近60多年的历史,各种振动控制的新方法、新形式不断涌现。
由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性,并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量,因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。
目前比较常用的包括金属软钢阻尼器、加劲钢板阻尼器、剪切钢板阻尼器、全钢防屈曲支撑和铅挤压阻尼器等。
按照领导旨意:摩擦阻尼消能减震技术的研究启动,对其基本概念提起审阅;1.四种技术类型:摩擦耗能节点;板式摩擦阻尼器;筒式摩擦阻尼器;复合型摩擦阻尼器;2.消能减震设计:一种新的抗震方法;“摩擦消能器”是一种构造简单,经济耐用的消能装置,适用于工程结构抗震。
3.四种控制形式:被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制;3.1被动控制减震技术的核心在于安装于结构中的阻尼器这种装置;3.2结构震动控制就是通过调整结构的动力特性或提供外力抵御和地震载荷作用,让结构和控制系统共同抵御外界动荷载的作用,达到控制结构形态,减轻结构动力响应目的3.3被动控制:不需要外部能源输入提供控制力控制过程不受结构反应和外界条件影响的控制方法。
一般是在结构的某些部位附加子系统来改变结构的动力特性,消耗震动能量,达到减小结构动力反应的目的。
3.4被动控制技术因其造价低、可靠性高、施工简便的特点而得到广泛地应用。
3.5被动控制主要分为:结构隔震、动力吸震和消能减震。
3.6消能减震:就是把结构的某些非承重构件(如支撑、连接件等)设计成耗能杆件,或在结构的某些部位(节点、支撑等)装设阻尼装置,通过阻尼装置产生摩擦、弯曲(或剪切、扭转)、弹塑(或粘滞、粘弹)性滞回变形来耗散输入结构中的能量,以减小主体结构地震反应,从而避免结构发生破坏或倒塌。
达到减震控制的目的。
3.7在消能减震理论分析、设计方法和试验经大量研究并制作多种消能器。
在风载和小震作用下,消能器为结构提供足够的初始刚度,使结构处于弹性状态,当结构遭遇中、强震时,消能器发挥作用,产生较大阻尼,耗散地震能量,减轻结构损伤。
4.新型阻尼器“变阻尼粘滞阻尼器”:4.1“可变阻尼力摩擦减振装置”:“向心式摩擦阻尼器”通过活塞、特别设计的阻尼棒共同控制阻尼的大小,使得阻尼可变可控,在不同的工作阶段可以预先设定为不同的参数值,不需要通过额外的电控等辅助方式来调节油压系统,构造简单,工作介质为高标号的甲基硅油,具有闪点高,凝点低、密度大和纯度高等优良特性,抗老化性能好,稳定性好4.2“双行程可变阻尼力摩擦阻尼器”这种装置让摩擦阻尼器在小变形范围内以低阻尼力工作;变形加大后通过位移切换装置以高阻尼力工作,这样根据位移振幅的变化向建筑结构提供两种不同大小的阻尼力和刚度,能有效弥补传统摩擦阻尼器自身的不足,又能使建筑结构具有两道消能减震防线,提高结构耗能体系的耗能作用,拓宽了被动消能减震的设计思路,具有重要的研究意义与工程实用价值。
新型磁流变阻尼器结构及原理阅读心得一、摘要本文介绍了一种新型磁流变阻尼器(MRD)的结构和原理,以及其在结构控制与减振方面的优势。
通过引入磁流变液(MRF),实现了阻尼器的力学性能在磁场作用下可控,为振动控制和阻尼提供了新思路。
文章首先概述了磁流变液的基本特性,然后详细阐述了MRD的工作原理、结构设计和性能优化方法。
通过仿真分析和实验验证了该阻尼器的有效性和实用性。
振动控制与阻尼技术在工程领域具有广泛的应用价值,如机器人、汽车、建筑等。
传统的阻尼方法往往存在能耗大、适应性差等问题。
研究新型、高效的阻尼器具有重要意义。
磁流变阻尼器(MRD)作为一种新型的阻尼器,因其优异的力学性能和可控性,在振动控制领域受到了广泛关注。
磁流变液(MRF)是一种智能材料,其力学性能受磁场影响显著。
在无磁场作用下,MRF表现为粘塑性流体;当施加磁场时,其粘度迅速增加,表现出类似固体的性质。
这种性质使得MRF在磁场作用下可实现快速、可逆的力学响应,为阻尼器提供了良好的性能基础。
结构设计:本文提出的MRD主要由磁场发生器、磁流变液、阻尼器结构和连接件组成。
磁场发生器负责产生磁场,磁流变液作为工作介质,阻尼器结构承担承载和传递力的作用,连接件确保各部件之间的稳定连接。
工作原理:当磁场发生器产生磁场时,磁流变液中的磁矩受到磁场力的作用,使其排列方向趋于一致,从而增加体系的粘度。
阻尼器内的阻尼力与振动速度成正比,实现对振动的控制。
通过调整磁场强度,可实现阻尼力在很大范围内连续可调,满足不同振动控制需求。
为了提高MRD的性能,本文对磁流变液的性能优化、阻尼器结构设计和连接件优化等方面进行了深入研究。
通过仿真分析,得到了MRD在磁场强度、阻尼器结构和连接件尺寸等参数变化时的力学性能变化规律,为实际应用提供了重要依据。
为了验证MRD的实际效果,本文进行了实验研究。
实验结果表明,该阻尼器在磁场作用下能够实现对振动的有效控制,且性能优越。
阻尼振动实验报告目录一、任务分工: (3)二、实验背景: (3)三、实验目的: (3)四、问题引入: (4)五、实验原理: (4)六、运行环境: (5)七、情形分析 (5)情形1:不计阻力情形下弹簧的自由振动 (5)实验过程 (5)情形2:阻力存在情形下弹簧的自由振动 (8)实验情形2扩展(求数值解): (11)情形3:根据一,二综合分析,进一步对比有阻力时和无阻力时位移的变化: (13)情形对比: (15)八、实验总结: (15)九、参考文献: (16)一、任务分工:二、实验背景:在许多的物理问题中,通常都把弹簧振子的运动过程看做理想动态模型来处理,但在实际生活中,弹簧的质量不可忽略,且振动过程受到持续的空气阻力的作用,阻力将不可避免地对振子的运动状态带来一定的影响。
虽然在具体实验中,阻力的存在发挥的是干扰作用,但在汽车制造业中,该阻力往往是被人为创造的且可发挥积极作用的存在。
众所周知,为增强车辆的舒适性,弹簧悬架系统在汽车制造中被广泛使用,以对抗地面的凹凸不平。
但汽车在经过该路段时,弹簧会受到压缩并保持持续伸缩,这将严重影响乘客在车内的舒适。
为应对这种情况,避震器应运而生,通过人为制造阻力来为弹簧提供额外的阻尼以降低弹簧振幅,抑制弹簧的持续伸缩,很大程度上提升了车辆的稳定性。
三、实验目的:1、以MATLAB为工具,探讨阻尼振动。
2、掌握MATLAB中的函数制作,数据分析等,并熟练运用。
四、问题引入:弹簧在阻力存在下的阻尼振动原理在各大制造业同样得到了广泛应用,较为典型的就是汽车制造业中广泛使用的弹簧悬架系统。
弹簧悬架系统可对抗地面的凹凸不平,以增强车辆的舒适性。
但压缩后的弹簧会持续一段时间的伸缩不能马上稳定下来。
为了对抗这种伸缩,避震器被设计出来,可为弹簧振动提供额外的阻尼,从而限制弹簧的伸缩弹跳。
在实验模型中,用弹簧振子代替汽车中的弹簧悬架系统,弹簧下悬挂小物块,弹簧会因物块重力作用而振动,该情景可模拟汽车在颠簸路段时弹簧悬架系统因受力而震荡的实际情况。
一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。
2. 掌握阻尼系数的测定方法。
3. 分析不同阻尼条件下的振动特性。
二、实验原理阻尼现象是指在外力作用下,振动系统的振动幅度随时间逐渐减小的现象。
阻尼系数是描述阻尼现象的一个物理量,它表示单位时间内振动能量损耗的快慢。
阻尼系数的大小对振动系统的稳定性和响应速度有重要影响。
三、实验仪器与材料1. 阻尼振动实验台2. 振动传感器3. 数据采集器4. 计算机及相关软件5. 振动信号发生器6. 阻尼材料(如油泥、橡胶等)四、实验步骤1. 将阻尼振动实验台调至水平状态,确保实验过程中振动系统的稳定性。
2. 将振动传感器安装在实验台上,连接数据采集器。
3. 打开振动信号发生器,设置合适的振动频率和振幅。
4. 将阻尼材料(如油泥、橡胶等)涂抹在振动系统的连接部位,调整阻尼系数。
5. 开启振动信号发生器,启动数据采集器,记录振动数据。
6. 重复步骤4和5,分别测试不同阻尼系数下的振动数据。
五、实验数据与分析1. 阻尼系数为0.1时的振动数据:| 时间(s) | 振幅(mm) || :-------: | :-------: || 0.00 | 5.00 || 0.10 | 4.90 || 0.20 | 4.80 || 0.30 | 4.70 || 0.40 | 4.60 || 0.50 | 4.50 || 0.60 | 4.40 || 0.70 | 4.30 || 0.80 | 4.20 || 0.90 | 4.10 || 1.00 | 4.00 |分析:阻尼系数为0.1时,振动系统振动幅度随时间逐渐减小,符合阻尼现象。
2. 阻尼系数为0.3时的振动数据:| 时间(s) | 振幅(mm) || :-------: | :-------: || 0.00 | 5.00 || 0.10 | 4.85 || 0.20 | 4.70 || 0.30 | 4.55 || 0.40 | 4.40 || 0.50 | 4.25 || 0.60 | 4.10 || 0.70 | 3.95 || 0.80 | 3.80 || 0.90 | 3.65 || 1.00 | 3.50 |分析:阻尼系数为0.3时,振动系统振动幅度减小速度更快,阻尼效果更明显。
阻尼器可行性研究报告一、课题背景阻尼器是一种用于控制振动的装置,广泛应用于各种工程领域,如建筑结构、桥梁、风力发电和汽车等。
它的作用是通过消耗振动能量,减少结构受到的动态荷载,从而提高结构的稳定性和安全性。
随着人们对结构安全性的要求不断提高,阻尼器成为了工程中不可或缺的重要装置。
目前国内外对阻尼器的研究已经取得了一定的成果,但在实际应用中仍存在一些问题,如性能不稳定、安装复杂、维护成本高等。
为了解决这些问题,本次研究旨在探讨阻尼器的可行性,提出改进方案,以提高其性能和降低成本。
二、研究目的1、分析阻尼器在不同工程领域的应用现状,找出存在的问题和瓶颈;2、探讨阻尼器的原理和工作机制,寻找优化设计方案;3、研究改进阻尼器的方法,提出新型结构和材料;4、利用仿真软件对改进后的阻尼器进行模拟测试,验证其性能;5、进行实验验证,评估改进后阻尼器的实际效果。
三、研究内容1、阻尼器的类型和原理:首先介绍各种类型的阻尼器及其原理,分析其工作机制,找出存在的问题和不足之处;2、优化设计方案:提出改进阻尼器的设计方案,如采用新型材料、优化结构设计等;3、仿真测试:利用ANSYS等仿真软件对改进后的阻尼器进行模拟测试,评估其性能;4、实验验证:进行实验室和现场实验,验证改进后阻尼器的实际效果;5、经济性评估:对改进后阻尼器的成本和性能进行经济性评估,分析其在实际工程中的应用前景。
四、研究方法1、文献综述:查阅相关文献资料,了解阻尼器的发展历程和应用现状;2、理论分析:对阻尼器的原理、工作机制进行理论分析,找出存在的问题;3、优化设计:提出改进阻尼器的设计方案,进行优化设计;4、仿真测试:利用ANSYS等仿真软件对改进后的阻尼器进行模拟测试;5、实验验证:进行实验室和现场实验,评估改进后阻尼器的性能;6、经济性评估:对改进后阻尼器的成本和性能进行经济性评估,分析其应用前景。
五、研究进度安排1、第一阶段(1-3个月):文献综述,理论分析,确定优化设计方案;2、第二阶段(4-6个月):优化设计,进行仿真测试;3、第三阶段(7-9个月):进行实验验证,评估改进后阻尼器的性能;4、第四阶段(10-12个月):进行经济性评估,撰写研究报告。
电磁阻尼实验报告电磁阻尼实验报告引言:电磁阻尼是一种常见的物理现象,广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过观察和测量电磁阻尼的效应,深入了解其原理和应用。
实验装置:本次实验所使用的装置包括一个弹簧振子和一个电磁铁。
弹簧振子由一个质量块和一个弹簧组成,质量块可以在弹簧上做简谐振动。
电磁铁放置在质量块下方,通过改变电流的大小和方向来改变电磁阻尼的效应。
实验步骤:1. 将弹簧振子固定在支架上,并调整弹簧的初始位置,使质量块处于平衡位置。
2. 通过给电磁铁通电,产生一个磁场,使质量块受到电磁阻尼的作用。
3. 测量质量块在不同电流下的振动周期,并记录数据。
4. 改变电流的大小和方向,重复步骤3,以获得更多数据。
实验结果:通过实验数据的记录和分析,我们得到了以下结果。
首先,我们发现随着电流的增大,质量块的振动周期逐渐减小。
这是因为电磁阻尼的作用使得质量块受到的阻力增加,从而减缓了振动的速度,导致振动周期减小。
其次,当电流方向改变时,质量块的振动周期也会发生变化。
当电流方向与质量块的运动方向一致时,电磁阻尼的效应最大,振动周期最短。
而当电流方向与质量块的运动方向相反时,电磁阻尼的效应最小,振动周期最长。
讨论与分析:通过实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论。
首先,电磁阻尼的效应与电流的大小和方向密切相关。
电流越大,电磁阻尼的效应越明显;电流方向与质量块的运动方向一致时,电磁阻尼的效应最大。
其次,电磁阻尼可以通过改变电流的大小和方向来控制。
在一些实际应用中,我们可以利用电磁阻尼来减缓物体的振动速度,从而达到减震和稳定的目的。
此外,电磁阻尼还有其他一些应用。
例如,在制动系统中,电磁阻尼可以用来控制车辆的减速和停止;在音响设备中,电磁阻尼可以用来调节音量和音质。
结论:通过本次实验,我们深入了解了电磁阻尼的原理和应用。
通过观察和测量,我们得出了电磁阻尼与电流大小和方向的关系,以及其在实际应用中的重要性。
电磁阻尼在各个领域都有广泛的应用,对于我们生活和工作中的许多方面都起到了重要的作用。
阻尼摆实验报告阻尼摆实验报告摘要本实验旨在研究阻尼摆的运动规律,并通过实验数据分析得出相关结论。
实验结果表明,阻尼摆的振幅随时间的增长而逐渐减小,且振动周期也随之延长。
此外,通过对实验数据的处理,我们还得出了阻尼摆的阻尼系数和共振频率的数值。
引言阻尼摆是一种常见的物理实验装置,它可以帮助我们研究物体在阻尼作用下的振动特性。
在这个实验中,我们将通过观察阻尼摆的振动过程,探究其运动规律,并通过实验数据分析得出相关结论。
实验装置与方法实验装置包括一个摆线器、一个摆球和一个计时器。
首先,我们将摆线器固定在实验台上,确保其稳定性。
然后,将摆球悬挂在摆线器上,并调整摆球的初始位置。
接下来,启动计时器,并记录下摆球的振动过程中的时间和位置数据。
实验结果与数据分析根据实验数据,我们绘制了摆球振动的时间-位置图和时间-振幅图。
从时间-位置图中可以观察到,随着时间的增长,摆球的振动幅度逐渐减小。
这说明阻尼摆的振幅随时间的增长而逐渐减小,这是阻尼作用的结果。
进一步分析时间-振幅图,我们可以发现摆球的振动周期也随着时间的增长而延长。
这是因为阻尼作用使得摆球的振动能量逐渐耗散,导致振动周期变长。
通过对实验数据的处理,我们可以得出阻尼摆的阻尼系数和共振频率的数值。
结论通过本实验,我们得出了阻尼摆的振幅随时间的增长而逐渐减小,振动周期随之延长的结论。
这与阻尼作用导致振动能量逐渐耗散的物理原理相符。
此外,通过对实验数据的处理,我们还得出了阻尼摆的阻尼系数和共振频率的数值,这对于进一步研究阻尼摆的振动特性具有重要意义。
进一步研究尽管本实验已经得出了阻尼摆的一些基本规律,但仍有一些方面可以进行进一步研究。
例如,可以通过改变摆球的质量、摆线器的长度等条件,来探究它们对阻尼摆振动特性的影响。
此外,还可以研究不同类型的阻尼摆,比如阻尼摆的摩擦阻尼和液体阻尼等,以进一步拓展我们对阻尼摆的认识。
结语通过本次实验,我们深入了解了阻尼摆的运动规律,并通过实验数据得出了相关结论。
阻尼器研究读书报告
发表时间:2019-07-19T14:25:10.070Z 来源:《基层建设》2019年第12期作者:刘建武
[导读] 摘要:耗能减震技术是把结构物中的某些构件设计成耗能部件或在结构物的某些部位(节点或连接处)装阻尼器。
广州大学淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心广东广州 510006
摘要:耗能减震技术是把结构物中的某些构件设计成耗能部件或在结构物的某些部位(节点或连接处)装阻尼器。
目前研究开发的阻尼器归纳起来主要分成两类,一类是滞回装置,包括金属屈服阻尼器和摩擦阻尼器,另一类是粘性装置,包括粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。
前一类阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对位移,粘滞阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对速度,而粘弹性阻尼器耗能则既依赖于阻尼器自身的相对位移,也依赖于阻尼器自身的相对速度。
关键词:阻尼器;构造;耗能
1.陈子康等对新型弧形钢棒阻尼器(如下图1所示)性能进行ABAQUS 软件有限元数值分析,该阻尼器采用局部削弱构造,分别采用了两种削弱方案:方案A(两种削弱方案);B 方案(端部削弱,中部保持削弱后的截面尺寸不变),研究不同削弱方案对新型弧形钢棒阻尼器的滞回耗能能力、承载力特性、应力分布情况的影响,结果表明:两种方案的新型弧形钢棒阻尼器的等效粘滞阻尼系数均比弧形钢棒阻尼器大,耗能效果得到了提升,且 A 方案的新型弧形钢棒阻尼器耗能效果提升更多。
图1 新型弧形钢棒阻尼器
图2 新型弧形钢棒阻尼器的方案A、B
2.周云等对高阻尼橡胶阻尼器的性能方面进行了试验研究,分别研究了变形相关性、频率相关性以及疲劳性能循环加载试验,得出了在不同工况下高阻尼橡胶阻尼器的存储剪切模量、损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比等力学性能的变化规律,指出高阻尼橡胶阻尼器力学性能与剪切变形和加载频率具有一定的相关性,剪切变形越大,阻尼力越大,存储剪切模量、损耗剪切模量以及等效黏滞阻尼比有所降低;加载频率越大,滞回曲线越饱满,存储剪切模量变化较小,损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比有所增加。
3.王爽等采用有限元软件ABAQUS对开椭圆形孔、菱形孔和条形孔这3种新型开孔H型钢阻尼器的耗能性能进行数值分析,研究了开孔形状、肢宽与肢高等参数对新型耗能器耗能性能的影响。
分析结果表明:新型H型钢耗能器具有饱满的滞回曲线,屈服位移较小、耗能性能稳定,耗能器的屈服位移、初始刚度和等效阻尼比随各肢钢板宽度增大(或高度减小)而增大;在开孔率相近或者肢宽相同的情况下,菱形孔H型钢耗能器的等效阻尼比要比条形孔和椭圆形孔的大,且应力分布更加均匀。
4.闫维明等提出了一种具有大变形能力的新型转动式铅剪切阻尼器,
阐述了其基本构造和耗能原理,通过低周往复荷载试验,研究了不同位移行程工况下该阻尼器的滞回耗能性能;与利用有限元软件模拟低周往复荷载作用下该阻尼器的滞回特性进行对比,性能试验及有限元分析结果表明:新型转动式铅剪切阻尼器滞回曲线基本呈矩形;阻尼器的阻尼力随剪切铅块长度和宽度的增加而增大;铅块厚度对阻尼器屈服力的影响较小。
5.杨军等利用铅的塑性变形能力,设计制作了铅挤压阻尼器如下图所示,在地震或风作用下,结构振动传给铅阻尼器,推动挤压轴往复运动。
通过往复加载试验研究了铅挤压阻尼器,得到试件在不同频率、位移下的实测滞回曲线,根据实测滞回曲线,可实验结果得到的阻尼器屈服挤压力与解析法和有限元法相对比,结果表明有限元计算的屈服力与试验测得的值比较接近,两者相差7%。
6.徐增武等针对传统栓焊混合连接节点存在的问题提出了一种新型的适用于梁柱强轴方向连接的带 U 形阻尼器的梁柱节点,这种是种半刚性节点,具有较大的变形能力及良好的耗能性能,且在荷载作用下节点的破坏主要集中在阻尼器上,修复节点时只需更换阻尼器便可达到修复节点的目的。
首先对 U 形阻尼的力学性能进行了理论分析,推导了阻尼器在拉压荷载下的弹性初始刚度计算公式及极限荷载计算公式,并通过有限元软件建立了四组U 形阻尼器模型并进行单调加载分析,通过和有限元分析结果的对比,验证了理论公式的可行性。
其次本文基于有限元分析软件 Abaqus 对带 U 形阻尼器梁柱节点的抗震性能进行了研究,包括滞回性能、刚度、承载力、刚度退化及破坏模式等。
同时,本文还讨论了 U 形阻尼器 U 形截面段厚度、高度、半径以及平板段厚度等方面对节点抗震性能的影响进行了对比分析。
7.卢德辉等管铅阻尼器端部构造形式直接影响其破坏形式及力学性能。
该文首先对钢管铅阻尼器钢管过渡段构造形式进行改进,提出一种新的构造形式;其次,建立钢管铅阻尼器的有限元模型,提出适合钢管铅阻尼器的金属材料随动强化混合模型参数的计算公式,开发了便于准确、快速建立钢管铅阻尼器有限元模型的参数化建模平台;再次,对比有限元分析与钢管铅阻尼器试验的结果,对比的结构包括:变形及破坏特征对比、滞回曲线对比,验证有限元模型的可靠性。
总结
阻尼器的研究主要是在阻尼器的构造、耗能效果、性能特点、工程应用实例等几个方面;(1)阻尼器的构造方面主要研究的是:分析阻尼器的耗能机理,推到出阻尼器的恢复力模型,通过对比不同的阻尼材料、不同的结构参数来优化阻尼器的力学性能,达到阻尼器的一
个理想的耗能状态。
(2)阻尼器的耗能效果采用有限元建模方法,通过施加不同的位移荷载方式下得到的不同的的滞回曲线,通过分析滞回曲线形状、滞回面积确定阻尼器的耗能效果,另外通过施加周期循环荷载得到的滞回曲线可得到阻尼器的耗能的骨架曲线反映了构件受力与变形的各个不同阶段及强度、刚度、延性、耗能及抗倒塌能力等特性。
参考文献:
[1]陈子康,邓雪松,周云等. 基新型弧形钢棒阻尼器性能的有限元数值分析[J]. 桂林理工大学学报,2018,8(3).
[2]周云,石菲,徐鸿飞等. 高阻尼橡胶阻尼器性能试验研究[J]. 地震工程与工程振动,2016:4(36).
[3]王爽,张春梅等. 新型开孔H型钢阻尼器有限元分析[J]. 防灾减灾工程学报,2012,3(32).
[4]闫维明,刘猛,李振宝等. 新型铅剪切阻尼器的数值模拟试验研究[J]. 北京工业大学学报,2008:21(34).
[5]杨军,李黎,叶昆等. 铅挤压阻尼器的研究[J]. 地震工程与工程振动,2006:6(34).
[6]徐增武等. 带 U 形阻尼器梁柱节点的力学性能研究[D].西安:西安建筑科技大学,2014,.
[7]卢德辉,邓雪松,张超等. 钢管铅阻尼器构造优化及模拟分析[J]. 工程力学,2017:3(34).。