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了如下对比如下表： 我国现行抗震设计规范中已经开始有了关于消能减震的有关规定。结合国内外有关阻尼器应用发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。
第二节高分子材料的高弹性和粘弹性 本章第二、三节介绍高分子材料力学性能。力学性能分强度与形变两大块，强度指材料抵抗破坏的能力，如屈服强度、拉伸或压缩强度、抗冲击强度、弯曲强度等；形变指在平衡外力或外力矩作用下，材料形状或体积发生的变化。对于高分子材料而言，形变可按性质分为弹性形变、粘性形变、粘弹性形变来研究，其中弹性形变中包括普通弹性形变和高弹性形变两部分。 高弹性和粘弹性是高分子材料最具特色的性质。迄今为止，所有材料中只有高分子材料具有高弹性。处于高弹态的橡胶类材料在小外力下就能发生100-1000%的大变形，而且形变可逆，这种宝贵性质使橡胶材料成为国防和民用工业的重要战略物资。高弹性源自于柔性大分子链因单键内旋转引起的构象熵的改变，又称熵弹性。粘弹性是指高分子材料同时既具有弹性固体特性，又具有粘性流体特性，粘弹性结合产生了许多有趣的力学松弛现象，如应力松弛、蠕变、滞后损耗等行为。这些现象反映高分子运动的特点，既是研究材料结构、性能关系的关键问题，又对正确而有效地加工、使用聚合物材料有重要指导意义。 一、高弹形变的特点及理论分析 （一）高弹形变的一般特点 与金属材料、无机非金属材料的形变相比，高分子材料的典型高
弹形变有以下几方面特点。 1、小应力作用下弹性形变很大，如拉应力作用下很容易伸长100%~1000%（对比普通金属弹性体的弹性形变不超过1%）；弹性模量低，约10-1~10MPa（对比金属弹性模量，约104~105MPa）。 2、升温时，高弹形变的弹性模量与温度成正比，即温度升高，弹性应力也随之升高，而普通弹性体的弹性模量随温度升高而下降。 3、绝热拉伸（快速拉伸）时，材料会放热而使自身温度升高，金属材料则相反。 4、高弹形变有力学松弛现象，而金属弹性体几乎无松弛现象。 高弹形变的这些特点源自于发生高弹性形变的分子机理与普弹形变的分子机理有本质的不同。 （二）平衡态高弹形变的热力学分析 取原长为l0的轻度交联橡胶试样，恒温条件下施以定力f，缓慢拉伸至l0+ d l 。所谓缓慢拉伸指的是拉伸过程中，橡胶试样始终具有热力学平衡构象，形变为可逆形变，也称平衡态形变。 按照热力学第一定律，拉伸过程中体系内能的变化d U为： dU- = dQ dW （4-13） 式中d Q为体系吸收的热量，对恒温可逆过程，根据热力学第二定律有， dQ= TdS （4-14）
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
宽温域、粘弹性、高阻尼防护材料 为了满足飞机、舰船等装备减振降噪、密封防腐蚀的实际需求，我们研制了一种新颖的宽温域、高阻尼、粘弹性防护材料。其特征是：宽温域、多功能、系列化。因而具有非常广泛的应用前景。 一. 震动、噪音的危害 在恶劣的工作环境中，震动、噪声、腐蚀介质等环境因素对装备造成损伤现象不仅非常普遍，而且有的还相当严重。 振动和噪声的危害：①振动和噪声不仅干扰武器装备导航、攻击系统的正常工作，还会极大地降低装备的隐身性能，其危害极其严重。例如，振动和噪声能降低潜艇的隐身性能，容易被敌方的声纳设备监控而遭受攻击。②振动和噪声能加速装备机械构件的疲劳损伤、腐蚀-疲劳损伤，从而缩短使用寿命。③振动和噪声能影响机械加工的精度和产品的质量。④振动和噪声能干扰人们的安宁、舒适的生活环境和工作环境。 腐蚀介质的危害表现在二个方面：一是引起装备的金属物件发生腐蚀损伤，二是引起非金属物件发生老化损伤。它严重地影响装备使用的可靠性、安全性及使用寿命。 因此，开展阻尼-防护新产品、新技术研究，不仅是具有重大的军事意义，而且还具有重要的社会意义。 二、减振降噪技木的分类 目前实用的减振降噪技术，主要有三种阻尼结构涂层形式：自由阻尼结构涂层、约束阻尼结构涂层、复合阻尼-隔声结构涂层。 ⑴自由阻尼结构涂层 自由阻尼结构涂层，就是在基材上涂敷一层粘弹性阻尼材料形成外部呈自由状态的阻尼层。当基材弯曲振动时，通过阻尼层材料的拉压变形将振动能量变成热能而消耗掉，达到减振降噪的目的。自由阻尼结构理论是由德国的Oberst于1956年提出的。实施方法简便，经济。 ⑵约束阻尼结构涂层 约束阻尼结构涂层，就是除了在基材板上涂敷一层粘弹性材料形成阻尼层之外，还要在其上再涂敷一层高模量的材料形成约束层。当基材弯曲振动时，通过阻尼材料的剪切变形将振动能量变成热能而消耗掉，达到减振降噪的目的。在约束阻尼结构中，约束层不得与基板相联接。 约束阻尼结构理论是由kerwin于1959年提出来的。约束阻尼结构涂层的阻尼效果比自由阻尼结构涂层好。 其缺点是：与自由阻尼结构涂层相比较，由于增加了一层约束层，因此，实施工艺复杂，用料多，重量重，成本高，施工周期长。 ⑶复合阻尼-隔声结构涂层
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。
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
广州大学 研究生文献综述论文题目浅谈阻尼器的类型 学院土木工程学院 班级名称2016级专硕一班 学号2111616149 学生姓名陆富龙 2016 年12 月18 日
关于阻尼器的类型总结 摘要：随着抗震在结构中的重要性越来越重要，高强轻质材料的采用，高层、超高层等高柔结构及特大跨度桥梁不断涌现，相关的研究也越来越多，从结构抗震到结构的减震再到结构的隔振，各种的理念层出不穷，然在抗震中，现在比较方便和比较常用的就是在建筑结构上加入阻尼器，用以吸收地震或风震产生的能量，以提高结构的抗震性能，随着科技的发展，各种阻尼器不断的更新创新，运用各种的原理来优化阻尼器，对于形式多样、要求各异的工程结构,如何在推广应用消能技术时,选择适合的阻尼器类型并进行阻尼器的合理优化设计将关系到这一技术的发展前景,具有重要的现实意义,值得进一步探讨研究。 关键词：阻尼器，类型，适用 Abstract:with the earthquake is becoming more and more important in the importance of the structure, high-strength lightweight material used, high-rise structure and extra long-span Bridges and super-tall soft, related research also more and more, from the structure seismic to structure of shock absorption and vibration isolation of the structure, various LiNianCeng out one after another, but in the earthquake, is now more convenient and more commonly used in building structures with dampers, earthquake or wind to absorb energy, to improve the seismic performance of structure, with the development of science and technology, the updating and innovation of various dampers, use all kinds of the principle to optimize damper, for a variety of forms and requirements of different engineering structure, how to promote application of energy dissipation technology, select the appropriate type of damper and the optimization of damper design will be related to the development prospects of this technology, has important practical significance and worthy of further research are discussed. Keywords:damper，type，apply
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。
ANSYS 粘弹性材料 1.1 ANSYS 中表征粘弹性属性问题 粘弹性材料的应力响应包括弹性部分和粘性部分，在载荷作用下弹性部分是即时响应的，而粘性部分需要经过一段时间才能表现出来。一般的，应力函数是由积分形式给出的，在小应变理论下，各向同性的粘弹性本构方程可以写成如下形式： () ()0 02t t de d G t d I K t d d d σττττττ ?=-+-?? (1) 其中 σ＝Cauchy 应力 ()G t ＝为剪切松弛核函数 ()K t ＝为体积松弛核函数 e ＝为应变偏量部分（剪切变形） ?＝为应变体积部分（体积变形） t ＝当前时间 τ＝过去时间 I ＝为单位张量。 该式是根据松弛条件本构方程(1)，通过将一点的应变分解为应变球张量（体积变形）和应变斜张量（剪切变形）两部分，推导而得的。这里不再敖述，可参考相关文献等。 ANSYS 中描述粘弹性积分核函数()G t 和()K t 参数表示方式主要有两种，一种是广义Maxwell 单元（VISCO88 和 VISCO89）所采用的Maxwell 形式，一种是结构单元所采用的Prony 级数形式。实际上，这两种表示方式是一致的，只是具体数学表达式有一点点不同。 1.2 Prony 级数形式 用Prony 级数表示粘弹性属性的基本形式为： ()1exp G n i G i i t G t G G τ∞=?? =+- ??? ∑ (2) ()1exp K n i K i i t K t K K τ∞=?? =+- ??? ∑ (3) 其中，G ∞和i G 是剪切模量，K ∞和i K 是体积模量，G i τ和K i τ是各Prony 级数分量的松弛时间(Relative time)。再定义下面相对模量(Relative modulus) 0G i i G G α= (4) 0K i i K K α= (5) 其中，0G ，0K 分别为粘弹性材质的瞬态模量，并定义式如下：
粘弹性功能梯度有限元法 摘要：有效离散的问题域的能力，使一个有吸引力的仿真技术的有限元方法造型复杂的边界值问题，如沥青混凝土路面材料非均匀性。专门―分级元素‖已被证明是提供高效，准确的功能梯度材料的模拟工具。以前的研究一直局限于功能梯度材料数值模拟弹性材料的行为。因此，当前的工作重点是对功能梯度材料的粘弹性材料有限元分析。在执行分析，使用弹性-粘弹性对应原理，和粘弹性材料的级配占内的元素广义ISO参数化配方。本文强调粘弹性沥青混凝土路面和几个例子的行为，包括核查问题领域的大规模应用，提交证明本办法的特点。DOI: 10.1061/_ASCE_MT.1943-5533.0000006 CE数据库标题：粘弹性;沥青路面混凝土路面;有限元方法。 关键词：粘弹性功能梯度材料，沥青路面，有限元法;通信原则。 概况 功能梯度材料(FGMs_)的特点是空间创建非均匀分布的各种微观结构巩固阶段将具有不同属性的大小和形状、，以及，通过转乘的加固作用和连续的方式(Suresh 和莫滕森基质材料)。他们通常被设计成产生财产渐变旨在优化下不同类型的结构响应加载条件(thermal，机械、电气、光学、etc)。(Cavalcante et al.2007)。这些属性渐变是在生产几种方法，例如通过循序渐进的含量变化相对于另metallic)，采用热的一个阶段ceramic障涂层，或通过使用数量足够多具有不同的属性(Miyamoto et al 的构成阶段。1999_可以根据定制设计器粘弹性FGMs (VFGMs)符合设计要求等作用下粘弹性柱轴向和热加载(Hilton 2005)。最近，Muliana(2009_)提出了黏弹性细观力学模型FGMs 的行为。除了设计或量身定制的功能梯度材料，几个土木工程材料的自然表现出梯度材料的性能。席尔瓦等人。(2006)已研究和仿真竹子，这是一个自然发生的梯度材料。除了自然发生，各种材料和结构呈现非均质物质的分布和构成属性层次生产或建设的做法，老龄化的结果，不同金额暴露恶化代理商，等沥青混凝土路面是一个这样的例子，即老龄化和温度变化产量连续分级的非齐次构性质。老化和温度引起的财产梯度已经有据可查的一些研究人员沥青路面1995年_garrick领域;米尔扎和witczak的1996年，2006年apeagyei; chiasson等。2008_。目前沥青路面粘弹性模拟状态限于要么忽视非均质财产梯度2002年_kim和buttlar;萨阿德等。2006年，2006年BAEK和AL-卡迪;戴夫等。，2007_或者他们考虑通过分层的方法，例如，在美国的关联模型国家公路和运输官员_aashto_机械经验路面设计指南_mepdg_ _araINC。，EC。2002_。精度从使用的重大损失沥青路面层状弹性分析方法有被证明_buttlar等。2006_。广泛的研究已经进行了高效，准确地模拟功能梯度材料。例如，cavalcante等人。_2007_，张和保利诺_2007_，arciniega雷迪_2007_，歌曲和保利诺_2006_都报道功能梯度材料的有限元模拟。然而，大多数的以前的研究一直局限于弹性材料行为。一各种土木工程材料，如聚合物，沥青混凝土，水泥混凝土等，表现出显著的速率和历史影响。这些类型的材料的精确模拟必须使用粘弹性本构模型。1postdoctoral副研究员，DEPT。土木与环境工程大学。伊利诺伊大学厄巴纳- 香槟分校，分校，IL 61801_corresponding author_。工程，系2donald BIGGAR威利特教授。公民权利和环境工程，大学。在厄巴纳香槟分校，伊利诺伊州，IL 61801。3professor和narbey哈恰图良的教师学者，部。民间 与环境工程，大学。位于Urbana-Champaign的伊利诺斯州，分校，IL 61801。 注意:这个手稿于2009年4月17日完成，2009年10月15日提交了批准，2010年2月5日在线发表。直到2011年6月1日，讨论期间打开，必须提交单独讨论个别文件。本文是在民事部分的材料杂志 工程，第一卷。23，没有。1，2011年1月1日起，。ASCE，ISSN 0899-1561 /2011/1-39-48 / $ 25.00。土木工程材料杂志?ASCE / 2011年1月/ 39到2012年，下载03 61.178.77.85。再分配受ASCE许可证或版权。访问https://www.doczj.com/doc/d76929990.html,当前工作提出有限元_fe_的制定专为粘弹性功能梯度材料的分析，特别是沥青混凝土。Paulino和金_2001_探索elasticviscoelastic对应范围内的原则_cp_功能梯度材料。在目前已使用制定基于CP-结合广义的ISO参数制定的研究_gif_金保利诺_2002_。本文提出了有限元的制定，验证，和沥青的详情路面模拟的例子。除了模拟沥青人行道，目前的做法也可以被用于其他工程系统表现出梯度的粘弹性分析行为。这种系统的例子包括金属和在高温_billotte等金属复合材料。二零零六年; koric和托马斯的2008_;聚合物和塑料的系统，经过氧化和/或紫外线硬化_hollaender等。1995年海尔等。1997_和分级纤维增强水泥混凝土结构。分级粘弹性的其他应用领域分析包括精确的模拟接口层之间的接口，如粘弹性材料之间不同的沥青混凝土升降机或模拟的
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.doczj.com/doc/d76929990.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。
第一章粘弹性阻尼减振的基本概念 1.1振动控制和阻尼的概念 1.1.1振动与噪声的危害 振动是一种普遍的物理现象，我们这里讨论涉及到的震动问题主要是机械结构的振动及由此产生的物理现象。 大多数情况下，机械振动会造成严重危害，必须采用各种有效的方法加以控制，振动与噪声的危害主要包括： 1)振动造成机械结构的损坏，破坏工作条件。如建筑物在地震中受到随机 激励后，其强度承受不了共振响应造成损坏。 2)振动降低机器、仪器或工具的精度。如运载工具（火箭等）的命中精度 和控制装置如仪器、计算的抗振能力直接有关。 3)振动引起噪声，严重污染环境。如一些大型的振动设备工作过程中会产 生严重的噪声污染。 4)振动增加机械磨损，降低及其寿命。如在常高在低不平的路面上行驶， 汽车的寿命会严重减少。 1.1.2振动与噪声控制的主要方法 振动控制的工程含义有两层：振动利用和振动抑制。前者指利用系统的振动以实现某种工程目的；后者则指抑制系统的振动以保证系统正常工作，延长其使用寿命，本文主要讨论的是后面一个问题。 振动控制的方法很多，就机械产品设计和结构改进的角度上作分析和研究，振动和噪声控制主要是从消除振源或噪声源；隔离振源（及声源）与受影响机构间的传递和联系；以及减少结构本身响应这三个方面采取措施。 1)消除振动源或噪声源。 2)隔离振源（或声源）与受影响机构（或环境）之间的联系及能量传输。 3)结构的抗振及抗噪设计。 1.2阻尼减振降噪技术的定义以及工程应用实例 1.2.1阻尼技术的定义 从减振降噪的角度上来看，阻尼是指损耗振动能量的能力、也就是将机械振动及声振的能量，转变成热能或其它可以损耗的能量，从而达到减振及降噪的目的。 阻尼减振、降噪技术就是充分运用阻尼耗能的一般规律，从材料、测量、
粘滞阻尼器的机制机理、应用实例及评价 1 粘滞阻尼器的抗震机制机理 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，己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。 1972年美籍华裔学者J.P.T.Yao（姚治平）第一次明确提出结构控制这一概念。所谓结构振动控制指采用某种措施控制结构反应（位移、速度或加速度）使其在动力荷载作用下不超过某一限量，以满足工程要求。振动控制按照控制措施是否需要外部能源，可以分为主动控制、半主动控制、被动控制及混合控制。 结构耗能减震体系是将结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙等)设计成耗能杆件,或在结构物的某些部位(节点或联结处)装设阻尼器，在风荷载轻微地震时,这些杆件或阻尼器处于刚弹性状态，结构物具有足够的侧向刚度以满足正常使用的要求；强地震发生时，随着结构受力和变形的增大，这些杆件和阻尼器，率先进入非弹性变形状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震能量，从而使主体结构避免进入明显的非弹性状态并迅速衰减结构的地震反应，保护主体结构。 从动力学观点看，耗能装置的作用相当于增大结构的阻尼，从而减小结构的反应。由于其装置简单、材料经济、减震效果好、使用范围广等特点，在实际结构控制中的应用前景广泛。耗能减震器依据不
同的材料、不同的耗能机理和不同的构造来制造，有很多品种。近三十年来，我国科研人员主要研究的阻尼器有摩擦阻尼器、金属阻尼器、粘弹性阻尼器和粘滞性阻尼器。摩擦阻尼器和金属阻尼器的耗能特征与耗能器两端的位移相关，称为位移相关型耗能减震器。粘弹性阻尼器和粘滞性阻尼器的耗能特征与耗能器两端的速度相关，称为速度相关型耗能减震器。 粘滞液体阻尼器（VFD，Viscous Fluid Damper）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。粘滞液体阻尼器早先就在航天、机械、军事等领域得到应用,最早应用于土木工程是在1974年所建的一座桥梁上，此后，在房屋的基础隔震、管网、地震加固、房屋抗风和抗震的设计中得到应用。粘滞液体阻尼器的种类很多，归纳起来可分为两类，第一类是粘滞液体在封闭的容器中产生一定的流速来进行耗能的阻尼器。在这类阻尼器中，活塞要迫使粘滞液体在很短的时间内通过小孔，这将产生很大的压力。此类阻尼器的内部工艺设计要求较高。第二类粘滞液体在敞开的容器中产生一定的位移来进行耗能的阻尼器。此类阻尼器要求粘滞液体尽量粘稠以获得最大限度的阻尼。因此，设计中粘滞液体材料的选择是关键问题。这类粘滞阻尼器常用的形式是粘滞阻尼墙。建筑中常用的粘滞液体阻尼器多是第一类阻尼器。 2.粘滞性阻尼器在实际工程中的应用 南京奥体中心观光塔，塔身顶点标高110.2 m。由于风振和地震影响较大，在88.1～105.7 m之间设置了30个粘滞阻尼器。设置阻
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
2011年4月材 料 开 发 与 应 用 文章编号:1003 1545(2011)02 0075 04 阻尼材料发展现状与应用进展 张文毓 (中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳 471039) 摘 要:综述了国外阻尼材料发展现状,对阻尼材料的发展趋势进行了展望。关键词:阻尼材料;发展;应用中图分类号:TB34 文献标识码:A 收稿日期:2010-06-22 作者简介:张文毓,女,1968年生,高级工程师,现主要从事情报研究工作。E -m a i:l Z W Y68218@163 com 。 阻尼材料是将固体机械振动能转变为热能而耗散的材料,主要用于振动和噪声控制。阻尼材料按特性分为4类[1] : 橡胶和塑料阻尼板:用作夹芯层材料。应用较多的有丁基、丙烯酸酯、聚硫、丁腈和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等。这类材料可以满足-50-200 C 范围内的使用要求。 橡胶和泡沫塑料:用作阻尼吸声材料。应用较多的有丁基橡胶和聚氨酯泡沫,以控制泡孔大小、通孔或闭孔等方式达到吸声的目的。 阻尼复合材料:用于振动和噪声控制。它是将前两类材料作为阻尼夹芯层,再同金属或非金属结构材料组合成各种夹层结构板和梁等型材,经机械加工制成各种结构件。 高阻尼合金:阻尼性能在很宽的温度和频率范围内基本稳定。应用较多的是铜 锌 铝系、铁 铬 钼系和锰 铜系合金。下面对阻尼材料的发展、应用等进行分析、综述,以期对阻尼材料有一个全面的了解。 1 国外阻尼材料发展现状 1.1 主要研究计划 (1)美国先进研究项目局正在筹划复合材料壳体潜艇的研究工作。复合材料壳体潜艇既吸收一部分艇的自噪声,又可吸收一部分敌方主动式声呐发出的声波,从而提高艇的隐蔽性。 (2)美国海军金属加工中心开展研究计划项目之一,旨在对一种备选的阻尼材料进行鉴定和验证,拟用于弗吉尼亚核潜艇(SSN 774),使海 军能够更加有效使用阻尼材料,降低总成本。 (3)美国国家涡轮机高周疲劳计划,由美国空军、海军及国家宇航局合作,分7个专题,其中之一为被动阻尼技术。 (4)美国海军结构基础减震计划,采用层压复合材料用于减震。 (5)日本理工大学2002研究计划中有基于分子设计开发新型高阻尼材料的项目。 (6)英国剑桥大学CAVEND I S H 实验室承担的一项合同项目,利用液晶弹性体制作阻尼材料[2] 。 (7)在美国TDSI (T e m asek Defence Syste m Institute)支持下[3] ,新加坡计划研究一种具有高阻尼和高刚性的潜艇螺旋桨材料,其目标是开发一种粘弹性复合材料,以减少水下武器和随艇设备的辐射噪声,实现隐身潜艇。其内容是:开发各种超低噪声粘弹性复合材料以制备具有高阻尼和高刚性的潜艇螺旋桨;通过涂覆一种高阻尼、高刚性的颗粒增强复合材料,开发一种机械装置的被动减噪方法。1.2 主要研究内容1.2.1 粘弹性阻尼材料 (1)粘弹性材料应力 应变本构关系模型及性能预测研究; (2)粘弹性阻尼材料高频动态力学性能测试技术研究; (3)静压力条件下动态力学性能测试表征技术研究; (4)粘弹性材料阻尼微观设计技术研究; 75