液体阻尼器的力学特性分析与优化设计
液阻悬置动特性分析与性能优化

预判。基于以上问题,文章从实车角度出发,将不同路 构复杂。对其进行适当简化,其结构示意图,如图 1所
[5]
面激励振幅变化考虑到液阻悬置动特性 变化中,通过 示。
- -
2第02100(期10)
技术聚焦
Design-Innovation
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"s.悬置主簧刚度;$s.液阻悬置主簧阻尼;#.振幅变化量;.上腔体体积柔 度;%.等效活塞面积;&.上腔体压力;%k.惯性通道横截面积;#k.流体运动的 位移;&u.下腔体压力。
[1-4]
依靠试验数据获取参数 ,进而识别参数再去讨论其
动态性能,在项目开发早期不能够很好地对性能进行
建模以及敏感参数讨论,揭示了内在的变化规律。通过
[8]
实车对比,使得液阻悬置悬后振动 加速度峰值得到很
[9]
好地抑制 ,平顺性能得到了提升。
! 液阻悬置力学模型
[10]
液阻悬6]
随着人们对乘坐舒适性要求的不断提高,隔离发 力学模型的建立 ,引入振幅变化参数,在不同频率段
[7]
动机以及路面向车内振动的传递越来越重要,而液阻 均能最大程度还原真实的液阻原件的变化规律 。通过
悬置作为附带阻尼机构的被动减振原件,能够在不同
驾驶工况下提供不同的动态特性,目前广泛应用于汽
车领域。大多数研究者针对液阻悬置的研究主要还是
方法,推导出随振幅变化的动特性表达式;基于结构参数敏感度分析,重点讨论了参数敏感度对动刚度和损失角的影响。研
究结果表明,结构参数改变,不仅可以改变动特性幅值,而且可以调整频率的分布;而改变体积柔度,可以很好地抑制橡胶材 料的动刚度和损失角,与结构参数形成互补。通过实际案例中对不同样件的对比测试,液阻悬置悬后振动峰值由 !"! #$%& 降 低到 '"(( #)%&。
建筑结构上液体粘滞阻尼器的应用与设计

279.4 431.8
F mm 55.88 60.96 68.58 121.92 121.92 152.4
阻尼器和其他机械产品不一样,一般安在结构分析的基础上选用。没有现成统一的价目 表,寻求其价格要依据以下两个主要参数(表 6) :
表 6 阻尼器寻价表
1
所需阻尼器数量
2
最大阻尼力(KN)
3
最大冲程(mm)
原则上说所有需要控制位移,减少运动产生的附加力的地方均可以使用这种阻 尼器来减振,减少地震了。从应用的角度上看,以下几种情况应优先考虑使用阻尼器,这 也是我们强力推荐的使用项目:
• 体育场馆,特别是开启式屋顶 • 超高层建筑抗风、抗震,可以使用支撑形式或 TMD 系统 • 配合基础隔震的建筑,加大阻尼,减少位移 • 特别重要的建筑----核电站、机场控制室、军事工程、医院 • 结构复杂,难于计算的建筑 • 加固工程,空间受限,最好的选择 • 软弱土层上的建筑 • 军事工程,抗爆工程
7.阻尼器的计算分析[3][4][5][12]
安置了阻尼器后是非线性的体系,其计算分析办法有: ⑴ 振型分析法,简化计算设计办法 ⑵ 非线性时间分析法
7.1 简化计算办法
对多数剪切型多层建筑,美国相应的规范都是建议采用以下计算办法,我们简单介绍如 下
计算过程
I.
先用传统动力分析的振型分析法求出结构的个层重量,结构周期 T,
2。结构上阻尼器的安装
原则上说,阻尼器应安置在结构最大位移的可能发生方向和部位。最典型的安置方法有 以下几个位置[11]。 ⑴ 对角支撑型 (图 5,7) ⑵人字形支撑(图 5,8) ⑶ 配合基础隔振使用(图 5,9)
图 5 阻尼器的三种常见安置方式
⑷ 套索式安置(图 6,10)
工程流体力学中的流动特性分析与优化设计

工程流体力学中的流动特性分析与优化设计一、流动特性分析:流体力学是研究流体运动规律的学科,通过对流动特性的分析,可以帮助我们深入了解流体的行为以及流动场的性质。
在工程中,流动特性的分析可用于解决许多实际问题,如风洞试验、水力机械设计以及管道系统的优化等。
在进行流动特性分析时,首先需要选取合适的数学模型来描述流体的运动。
常见的数学模型包括欧拉方程和纳维-斯托克斯方程。
对于不可压缩的流体,纳维-斯托克斯方程可以准确地描述其运动规律。
然而,由于该方程的求解比较困难,通常会采用计算流体力学(CFD)的方法进行近似求解。
在流动特性分析中,除了选取合适的数学模型,还需要确定适当的边界条件和初始条件。
边界条件指的是在流场的边界上所施加的限制条件,如流体的速度、压力等。
初始条件则是在求解过程中设置的初始状态,通常使用静态的初始条件来进行求解。
同时,还需要考虑流体的物理性质,如密度、粘性等,以及流体与固体之间的相互作用。
通过对流动特性的分析,可以得到流体力学中的一些重要参数,如速度、压力、流量等。
这些参数可以帮助我们深入理解流动场的行为,并为后续的优化设计提供依据。
二、优化设计:流动特性的分析为优化设计提供了基础,通过对流动特性的了解,可以针对特定工程问题进行优化。
在优化设计中,常见的目标包括提高流体的流量、降低流体的阻力、减小能量损失等。
在优化设计中,常用的方法包括几何形状优化、参数优化以及流动控制等。
其中,几何形状优化是通过改变物体的形状来改善流体的流动特性。
例如,在风洞设计中,可以通过改变飞机机翼的形状来降低飞行阻力。
参数优化则是通过改变流体力学模型中的参数来达到优化的目标。
例如,在水力机械设计中,可以通过调整叶轮的几何参数来提高水轮机的效率。
流动控制则是通过改变流体的边界条件来改变流动特性。
例如,在风力发电机设计中,可以通过调整风扇的叶片角度来实现发电效率的提高。
在进行优化设计时,还需要考虑一些实际的限制条件,例如材料的强度、工艺的可行性等。
新型磁流变液阻尼器的研究和开发

新型磁流变液阻尼器的研究和开发近年来,随着科学技术的不断发展,新型材料的研究和开发成为了不少科研人员的重要研究领域。
其中,磁流变液阻尼器作为一种新型液压缓冲器,具有在工程领域应用广泛和优越的动态机械性能等优点,引起了众多科研人员的关注和研究。
本文将探讨新型磁流变液阻尼器的研究和开发。
磁流变液阻尼器是一种基于磁化沉淀的新型液压缓冲器,由主缸、活塞、工作腔、磁场发生器、控制系统等组成。
通过改变磁场的强度和方向,可以控制阻尼器内磁流变液的粘度和阻力。
相比传统的液压缓冲器,磁流变液阻尼器有着更加优越的动态性能,并且能够更加灵活地进行控制。
因此,磁流变液阻尼器在现代工程领域中得到了广泛应用,如汽车悬挂系统、工程机械阻尼器、风力涡轮机等。
然而,磁流变液阻尼器的研究和开发仍然存在着许多挑战和难点。
一方面,磁流变液阻尼器面临着磁场强度不易控制、磁流变液粘度易受到温度影响、磁场对液体金属性影响等技术问题。
另一方面,在研究和开发过程中也存在着设计和制造成本高、性能测试难度大、结构刚度与阻尼性能难以平衡等问题。
针对这些问题,科研人员采用了多种研究方法和技术手段,不断推进磁流变液阻尼器的研究和开发。
其中,磁流变液成分的优化和磁场控制技术是较为重要的研究领域之一。
通过改变磁场的强度和方向,可以实现对磁流变液沉淀程度和粘度的控制,从而达到阻尼器的灵活调控和阻尼性能的优化。
此外,科研人员还不断探索新的材料、新的工艺以及新的结构设计方法,优化磁流变液阻尼器的性能,并且逐步降低制造成本。
值得注意的是,虽然磁流变液阻尼器存在着一定的研究难度和技术挑战,但是其中的研究和开发成果对于推进科技进步和现代工程领域的发展具有重要的意义。
在科研人员持续的努力下,相信未来,新型磁流变液阻尼器的性能和应用前景将不断得到提高和拓展,对于实现现代工程的高效、安全、环保等目标发挥着不可替代的作用。
总之,新型磁流变液阻尼器的研究和开发是一个相对新颖和前沿的研究领域。
粘滞流体阻尼器的力学性能试验研究

0引言钢筋混凝土框架结构在实际工程中应用广泛,中国的多次震害调查显示,强震作用下钢筋混凝土框架结构往往易于发生较严重的损伤破坏甚至倒塌,因此,提高建筑物抗震能力,尽量降低地震所造成的破坏,显得尤为重要。
在具体方法上,除沿袭传统的抗震思路提高结构自身的抗震性能外,也可以采用消能减震技术,通过在建筑物的抗侧力体系中设置消能部件,由消能部件的相对变形和相对速度提供附加阻尼,来消耗输入结构的地震能量,减小结构的地震响应,提高建筑物抗震水平。
工程减震设计中常采用粘滞阻尼器作为消能减震部件,粘滞阻尼器(Viscous Fluid Damper ,简称VFD )是一种速度相关型阻尼器,阻尼器中的液体在运动过程中产生的阻尼力总是与结构速度方向相反,从而使结构在运动过程中消耗能量,达到耗能减震的目的,然而,一些阻尼器生厂商生产的产品中含有摩擦力,阻尼器在地震作用下并不能按照其所给结构参数工作,据此,本文进行了试验研究,并提出了考虑摩擦力影响的黏滞阻尼器的阻尼力计算公式。
1粘滞流体阻尼器的传统力学模型根据粘滞阻尼器产生阻尼力的原理的不同,可将阻尼器分为:利用封闭填充材料流动阻抗的“流动阻抗式”和利用粘滞体剪切阻抗的“剪切阻抗式”两类。
文中采用的是流动阻抗式粘滞阻尼器。
流动阻抗式粘滞阻尼器是一种典型的速度相关型阻尼器,根据阻尼指数α的取值可将粘滞阻尼器分为两类:当α=1时,为线性粘滞阻尼器;当α≠1时,为非线性粘滞阻尼器。
其表达式为F=CV α(1)式中C 为阻尼系数,V 为结构的速度,α为阻尼指数,其中阻尼指数α是粘滞阻尼器消能减振性能的重要指标之一。
α越小,表现出的非线性越强,阻尼器对速度的敏感性越高,即在很小的相对速度下就能输出较大的阻尼力,且阻尼力-位移曲线也越饱满,更能有效地减少结构振动。
因此,为了保证减震效果,需要对粘滞阻尼器进行性能试验研究,通过试验判断阻尼器实际的结构参数是否与厂家提供的一致,如果有误差,则应针对该类阻尼器提出新的力学计算模型,以供减震结构的分析和参考。
具有特殊功能的液体粘滞阻尼器的设计与使用-奇太振控
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具有特殊功能的液体粘滞阻尼器的设计与使用马良喆曹铁柱陈永祁(北京奇太振控科技发展有限公司北京100037)摘要:随着液体粘滞阻尼器在工程中的广泛应用和发展,工程师们经常会提出各种不同减震需求。
这些需求带来了适于不同使用功能阻尼器的创新和发展。
本文将介绍几种近几年创新的具有特殊功能的液体粘滞阻尼器,供设计者选用时参考选用。
同时,我们也希望我们的桥梁工程师,根据桥梁设计功能上的各种需要,和我们合作,创新出其它功能的阻尼器。
为我国和世界阻尼器在桥梁上的应用作出新贡献。
关键词:锁定装置,熔断阻尼器,液体粘弹性阻尼器,位移限位阻尼器,金属密封无摩擦阻尼器,带特殊熔断的锁定装置,新型斜拉索阻尼器,变阻尼系数阻尼器,预载流体阻尼器;The Design and application of the Fluid Viscous Dampers with special FunctionsLiangze Ma1,Yongqi Chen1, Tiezhu Cao1(1.Beijing Qitai Shock Control and Scientific Development Co. Ltd., Beijing 100037, China)Abstract: The application of Fluid Viscous Damper for Civil engineering had been developed widely, the engineers always prompted some requirement for the purposes of vibration reduction, it bring the forth new ideas and kinds of dampers with different functions. Here nine kinds of viscous dampers with special functions developed in these years were introduced. It could be the reference for the designer. We also expect the bridge engineers could create more new ideas in their design work depend on the bridge purposes. It will be the new contribution for the application of dampers in bridge areas.Key words: Lock-up devices, Fuse Damper, Fluid Viscoelastic Damper, Limited Displacement Damper, Frictionless Hermetic Damper, Lock-up Fuse Devices, New Cable Damper, Variable Coefficient Damper, Pressurized Fluid Dampers.1.前言常规的粘滞阻尼器所具有的工程效果这些年逐渐显现,安置这类阻尼器已经成为建设大跨度桥梁必不可少的一部分。
磁性液体阻尼器的实验研究与分析

第4 1卷
第 1 期 1
液体 的工 作模 式发 生 了变化 , 一组 和二 组实 验都 是
在压 力驱 动模 式下 工作 , 而第 三组 实验 是在 剪切模 式下 工作 , 时 阻尼 通 道 由活塞 和筒 壁 组 成 , 相 此 且 对 运动 , 由实 验结 果得 出 , 同等 条件 下 , 模式 的 在 此 阻尼力 要小 些 。 由于筒 壁 固定不 动 , 产生 阻尼 的面
时为 了方便 实 验 , 阻 尼器 外 部 设 置 有 一对 磁 铁 , 在 来产 生 固定 的磁场 对磁 性液体 作 用 。 首先 进行 第一 组实 验 , 过 电机产 生稳定 的正 通
液体 , 是 随后 一 段 时 间 并 未 受 到人 们 的关 注 , 但 直
到2 0世纪 9 0年代初期人们才开始不断研究 , 并取 得 了相 当大 的成 就 , 决 了 磁性 液 体 的制 备 、 降 解 沉 与凝聚稳定等问题。 目前 , 已制备有铁 、 、 镍 锰及铁 氧体 作 为磁 性微 粒 的各 种 磁 性 液 体 , 投 入 商 用 。 并 而 在磁 性液 体 的应用 方 面 , 阻尼减 振器 件是 一个 非
图 2 不 同磁 场 方 向下 振 幅 与 加 速 度 曲线 图
从 图 2中可 以看 出 , 然 输 入 激 励 为 正 弦振 虽
动, 但振 幅 曲线和 加速 度 曲线却 发 生 了变化 。3种 情况 下 , 感应 线 垂 直 于 活塞 杆 时振 幅 最 小 , 磁 加速
度也 最小 ; 4 。 时 , 幅 和 加 速 度 处 于居 中位 成 5角 振 置 ; 行 于活 塞 杆 时 振 幅和 加 速 度 均 最 大 。这 说 平 明 , 直 时 活塞 所 受 到 的 阻尼 力 最 大 , 5角 时 次 垂 4。
机械系统阻尼器设计与优化研究

机械系统阻尼器设计与优化研究引言机械系统中的阻尼器是一种重要的组件,用于控制系统的振动和振动能量的分散。
在减少机械系统振动、降低噪音和延长系统寿命方面,阻尼器起着至关重要的作用。
因此,设计和优化机械系统的阻尼器至关重要,本文将探讨这一课题。
一、阻尼器的基本原理阻尼器的设计基于阻尼现象的基本原理,即阻尼是由于受力物体与介质之间存在相对运动所引起的能量损耗。
阻尼器通常由弹簧和阻尼器两个基本组件构成。
弹簧提供了系统的回复力,而阻尼器则通过消耗系统的能量来减缓系统的振动。
二、阻尼器的设计考虑因素在设计机械系统的阻尼器时,有几个重要考虑因素需要被纳入。
首先是负荷条件,即系统承受的力和压力。
根据负荷条件的不同,阻尼器的设计可能会有所不同。
其次是系统的振动频率和振幅。
不同频率和振幅的振动需要不同类型和参数的阻尼器来控制。
此外,还需要考虑阻尼器的工作环境,如温度、湿度和腐蚀性等因素。
三、常见阻尼器类型1. 液体阻尼器液体阻尼器是一种常见的阻尼器类型,使用液体作为阻尼介质。
液体阻尼器可根据不同工作原理分为物理阻尼和粘滞阻尼。
物理阻尼是通过液体内部的物质与能量传输之间的相互作用来实现的。
粘滞阻尼则是通过阻尼器内部液体的黏性来实现的。
液体阻尼器在降低振动幅度和延长机械系统寿命方面表现出色。
2. 气体阻尼器气体阻尼器使用气体作为阻尼介质。
与液体阻尼器相比,气体阻尼器通常具有较低的阻尼系数。
然而,在某些特定应用中,气体阻尼器可以提供更好的性能和更长的使用寿命。
例如,在航天器中,气体阻尼器由于其轻量、可调性和耐高温性能而得到广泛应用。
四、阻尼器的优化研究在阻尼器的设计和优化过程中,数值模拟和实验研究是主要的方法。
数值模拟可以通过建立阻尼器的数学模型并求解相关方程来得出优化结果。
实验研究则通过搭建实验样机并测量相应的参数来验证模拟结果。
这两种方法的相互结合可以使阻尼器的优化研究更加准确和可靠。
未来研究方向未来的阻尼器设计和优化研究可以朝着以下几个方向发展。
机械工程中的流体动力学特性分析与优化

机械工程中的流体动力学特性分析与优化引言:在机械工程领域,流体动力学是一个重要的研究方向。
在很多机械设备和工艺过程中,流体运动对于性能和效率的影响至关重要。
因此,准确分析和优化流体动力学特性对于机械系统的设计和运行至关重要。
本文将探讨机械工程中的流体动力学特性分析与优化的相关知识和方法。
一、流体动力学基础1.1 流体的基本属性流体是一种物质状态,在机械工程中,主要包括气体和液体两种形态。
流体具有不可压缩性(液体具有一定的可压缩性)和流动性,其运动过程由密度、速度和压力等参数描述。
1.2 流体动力学方程流体动力学方程是描述流体运动的基本方程,主要包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
这些方程基于牛顿运动定律和能量守恒定律,可以用来描述流体的运动和变化。
1.3 流体力学的数值模拟方法为了准确分析和预测流体动力学特性,数值模拟方法在机械工程中得到了广泛应用。
常见的数值模拟方法包括有限元法、有限体积法和有限差分法等。
这些方法可以将复杂的流体动力学问题转化为离散的代数方程,并通过计算机求解来获得流体的运动和变化情况。
二、流体动力学特性分析2.1 流体流动的稳定性分析在机械系统中,流体流动的稳定性对于系统性能和安全性至关重要。
通过稳定性分析,可以确定流体流动的稳定状态和临界条件。
稳定性分析常常涉及到线性稳定性理论和非线性稳定性理论等方法。
2.2 流场的流速分布分析流速分布是流体流动中的重要特性之一,它对于流体的输运和混合过程具有重要影响。
通过流速分布分析,可以确定流体中不同位置的速度分布情况,从而揭示流体流动的特征和规律。
常用的方法包括测量、计算和模拟等。
2.3 湍流特性分析湍流是一种非定常的、三维的流动状态,具有复杂的速度和压力分布特征。
在机械工程中,湍流对于能量和动量传递的效率具有重要影响。
湍流特性分析主要包括湍流边界层的厚度和均匀度以及湍流强度的评估等。
三、流体动力学特性优化3.1 流道和管道的优化设计流道和管道是机械设备中常见的元件,其设计优化对于流体动力学特性具有重要影响。
调谐液体阻尼器原理

调谐液体阻尼器原理调谐液体阻尼器(TLD)是一种使用流体动力学原理来减小结构振动的装置,广泛应用于地震、风振和海洋平台等领域。
它的基本原理包括阻尼力的产生和调谐阻尼。
流体动力学原理调谐液体阻尼器的运作原理基于流体动力学原理。
在液体阻尼器中,液体流动产生耗散,即经由粘滞阻力将动量转移至液体本体,进而使振动能耗散,从而降低结构的振幅。
根据液体流动的速度和粘滞性质,可以计算出阻尼力大小。
液体阻尼器一般采用液体内部流动产生阻尼力,因此速度是其重要参数,液体的粘性和密度等物理性质也会对阻尼器阻尼力产生影响。
阻尼力的产生调谐液体阻尼器中液体阻尼力产生的基本机理包括:(1)静液压力产生的阻尼力,(2)液体摩擦产生的阻尼力,(3)液体速度产生的阻尼力。
(1) 静液压力产生的阻尼力:液体在阻尼器内流动时,由于液体在不同位置处的压力不同,因此产生了一个沿阻尼器长度方向的静液压力差。
当阻尼器快速振动时,液体流动速度加快,液体压力也随之变化。
静液压力对阻尼器的阻尼力贡献主要表现在小振幅的振动中。
(2) 液体摩擦产生的阻尼力:阻尼器内的液体分子与结构表面相互作用,产生摩擦力。
其中,贴壁流入层、速度剪切层和能量传递层均对液体摩擦力产生重要影响。
(3) 液体速度产生的阻尼力:液体在阻尼器中流动时,由于流动速度不同,导致液体分子之间存在速度差,进而产生速度摩擦力,使结构振动能够得到耗散。
调谐阻尼调谐液体阻尼器具有调谐阻尼的特点。
所谓调谐阻尼,就是通过调整液体阻力和结构振动的本征频率之间的关系,使得液体阻力和结构恰好处于共振点左侧,从而使结构的振幅得到很好的衰减。
如果液体阻力过大,会使结构振幅衰减太快,从而抑制结构振幅增长;如果液体阻力过小,不能有效地抑制结构振幅增长,从而在结构振幅增长时不能起到有效的阻尼作用。
调节调谐阻尼的方法包括:(1)调节阻尼器内液体的速度,使它与结构振动频率匹配;(2)调节阻尼器内的液位,从而调节液体的密度,即改变液体的重量,进而影响阻尼器阻尼力的大小。
动力系统中的阻尼器优化设计

动力系统中的阻尼器优化设计在动力系统中,阻尼器是一种重要的装置,用于减少机械振动和冲击。
它起到了稳定系统运行的作用,同时也能延长机械设备的寿命。
本文将探讨动力系统中阻尼器的优化设计。
1. 阻尼器的作用和类型阻尼器是一种能够消耗能量的装置,通过阻尼力来减少机械振动的幅度。
它可以分为液体阻尼器和摩擦阻尼器两种类型。
液体阻尼器是利用液体的黏性来产生阻尼力的装置。
它通常由一个密闭的容器和液体组成。
当机械振动时,液体的黏性会产生阻尼力,从而减少振动的幅度。
液体阻尼器具有结构简单、阻尼力可调节等优点,广泛应用于航空航天、汽车等领域。
摩擦阻尼器则是利用摩擦力来减少机械振动的装置。
它通常由两个摩擦面和一个压力装置组成。
当机械振动时,摩擦面之间产生摩擦力,从而减少振动的幅度。
摩擦阻尼器具有结构简单、可靠性高等优点,广泛应用于建筑、桥梁等领域。
2. 阻尼器的优化设计方法为了提高阻尼器的效果,需要进行优化设计。
以下是几种常见的优化设计方法。
首先是材料的选择。
阻尼器的材料应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,以确保其长期稳定运行。
同时,材料的刚度和强度也需要满足系统的要求,以保证阻尼器的正常工作。
其次是结构的优化。
阻尼器的结构应尽量简单,以减少制造成本和维护难度。
同时,结构的刚度和稳定性也需要考虑,以确保阻尼器在运行过程中不会发生变形或失效。
另外,阻尼器的参数也需要进行优化。
例如,液体阻尼器的黏性和容积、摩擦阻尼器的压力和摩擦系数等。
这些参数的选择应根据具体的系统要求和工作条件来确定,以达到最佳的阻尼效果。
最后,阻尼器的安装位置和数量也需要考虑。
通常情况下,阻尼器应安装在机械系统的振动节点处,以最大限度地减少振动的传递。
此外,根据系统的振动特性,可以选择合适的阻尼器数量,以达到最佳的阻尼效果。
3. 阻尼器优化设计的应用案例阻尼器优化设计在实际应用中具有重要意义。
以下是一个应用案例。
在高速列车的悬挂系统中,阻尼器的优化设计对于提高列车的运行稳定性和乘坐舒适性非常重要。
建筑论文:新型黏滞阻尼器力学性能试验研究及实用仿真

建筑论文:新型黏滞阻尼器力学性能试验研究及实用仿真第1章绪论1.1选题背景与意义“正常”地壳震动,有机会引发地震,这是不可避免的。
全球地震每年发生500多万次,根据地震的统计数据:人类能感觉到的超过50000次;可以造成伤害的超过1000次;可以造成灾难的大约十几次;超过8级以上的平均每年约有1.2次[1]。
严重的地震会导致结构在几秒钟的时间内产生严重损坏,可以在短时间之内让车水马龙的城市变成无人问津的废墟[2]。
地震也可能引起次生灾害,如海啸,火山爆发、山体滑坡、核泄漏、煤气泄漏、化工厂毒气泄漏等,是最具破坏性的,也是最严重威胁到人类和自然的自然灾害[3]。
我国和其他国家人民的生命及财产遭受了巨大的威胁及损害,都是由已经发生和将要发生的地震造成的:2011年3月,在日本发生剧烈地震,不仅引发了海啸,也导致了核电站泄漏,日本全国乃至周边地区都造成了巨大的影响。
2008年在四川发生震惊世界的 5.12汶川大地震,超过69000人死亡,超过18000人失踪,数百万人无家可归,约8451亿人民币的直接经济损失。
2010年4月14日,在中国的青海玉树地区发生7.1级地震灾难,超过2000人死亡,受伤人数超过12000人,约十万人住房被摧毁,直接经济损失超过6400亿元。
总之,考虑到地震对人身安全性、建筑物、经济构成会造成严重损害,由于地震的偶然性,不能准确预测,又由于地震发生的必然性,设计合理的减震防灾结构预防地震所造成的严重破坏成为需要。
各个国家的科研人员及政府部门为了减少地震造成的损害,都在积极探索着新的方法[4]。
工程结构耗能方面,很多国家已把研究成果在工程实践中应用,并发展新研究方向。
在地震发生次数较多的国家,耗能减震已经成为研究领域的一个大热点[5]。
.........1.2国内外研究现状近年来,结构阻尼减震系统得到了快速发展,随着各项检测技术的不断提高,测试方法和计算方法不断改进,能量耗散系统已经逐渐取代了传统的地震防震体系成为结构抗震的第二道防线。
泡沫金属磁流液阻尼器的优化设计与实验研究
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泡沫金属磁流液阻尼器的优化设计与实验研究刘旭辉;张珈豪;涂田刚;廖华栋;郭甜甜;杨光【摘要】In order to improve the shear force of a new metal foam Magneto-rheological (MR) fluid damper,based on finite element simulation software of ANSYS,the parameters of metal foam MR fluid damper were optimized by taking the magnetic field density in the shear gap as the optimal object,and taking the structural parameters of the damper including the piston working length and diameter,the cylinder wall thickness as the optimal parameters.The test device of shear force of the metal foam MR fluid damper was built,and the performance of the damper before and after optimization was compared.The result shows that the shear force of the damper after optimization is improved by 1.46 times,the effect of optimization of the structure parameters of the metal foam of MR fluid damper is obvious.%为提高磁流变泡沫金属阻尼器的阻尼力,基于ANSYS 有限元仿真软件,以间隙中磁感应强度为优化目标,以活塞工作长度、直径及缸筒壁厚为优化参数,对泡沫金属磁流变阻尼器的各项参数进行优化.组建泡沫金属磁流变阻尼器剪切力测试系统,实验测试阻尼器优化前后的性能.结果表明,施加相同电流及同等剪切速率时,优化后的泡沫金属磁流变液阻尼器输出的阻尼力提高了1.46倍,优化效果明显.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2017(042)012【总页数】4页(P96-99)【关键词】磁流变液阻尼器;泡沫金属;优化设计【作者】刘旭辉;张珈豪;涂田刚;廖华栋;郭甜甜;杨光【作者单位】上海应用技术大学机械工程学院上海 201418;上海应用技术大学机械工程学院上海 201418;上海应用技术大学机械工程学院上海 201418;上海应用技术大学机械工程学院上海 201418;上海应用技术大学机械工程学院上海201418;上海应用技术大学机械工程学院上海 201418【正文语种】中文【中图分类】TB42磁流变液阻尼器是一种通过调整施加的电流数值,从而改变电流产生的间隙磁场强度大小来调节其阻尼力的新型阻尼器。
基于磁流变液的阻尼器在建筑结构中的动力学响应分析

基于磁流变液的阻尼器在建筑结构中的动力学响应分析引言:建筑结构的抗震性能一直是人们关注的焦点之一。
随着科技的发展,人们对于建筑结构的稳定性和安全性提出了更高的要求。
为了降低地震对建筑结构的破坏性影响,阻尼器作为一种重要的结构控制装置被广泛应用于现代建筑中。
其中,基于磁流变液的阻尼器因其独特的阻尼特性在建筑结构的动力学响应分析中具有一定的优势。
磁流变液阻尼器原理:磁流变液是一种特殊的流变液体,其流变性质可以通过改变磁场强度和方向进行调节。
基于磁流变液的阻尼器由磁流变液的容器、磁场发生器和控制装置组成。
当地震载荷作用于建筑结构上时,磁流变液阻尼器通过改变磁场的强度和方向,使磁流变液的黏度发生变化,从而改变阻尼器的阻尼特性。
通过调节阻尼器的阻尼特性,可以有效地控制建筑结构动力学响应,减小其振动幅度,降低地震影响。
磁流变液阻尼器的优势:相比传统阻尼器,基于磁流变液的阻尼器具有以下优势:1. 阻尼性能可调:通过改变磁场强度和方向,可以调节磁流变液的黏度,从而改变阻尼器的阻尼特性。
这使得基于磁流变液的阻尼器在应对不同地震强度和频率下具有较强的适应能力。
2. 响应速度快:磁流变液阻尼器具有良好的动态特性,能够迅速响应地震力的变化,降低结构的振动幅度。
3. 结构适应性强:基于磁流变液的阻尼器可以根据建筑结构的形式和需要进行设计和调整,具有较强的适应性。
4. 能量损耗小:相对于传统的摩擦型阻尼器,磁流变液阻尼器的能量损耗较小,可以有效地减小结构的二次振动。
动力学响应分析:基于磁流变液的阻尼器在建筑结构的动力学响应分析中具有重要的应用价值。
通过结构的模拟和计算,可以评估结构的强度和稳定性,为设计和改进提供依据。
动力学响应分析可以分析结构的振动特性、结构‐地基‐互作用效应以及受力特点等。
结构振动特性分析:动力学响应分析的首要任务是分析结构的振动特性。
通过模拟不同的地震激励,并利用结构动力学方程,可以计算结构的振动频率、振型和振动幅度等。
机械设计中的阻尼分析与优化方法研究
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机械设计中的阻尼分析与优化方法研究引言:在机械设计中,阻尼是一个重要的设计参数。
准确分析和优化阻尼对于确保机械系统的稳定性、可靠性和性能至关重要。
本文将探讨机械设计中的阻尼分析方法以及优化策略。
一、阻尼的定义和作用阻尼是指由于摩擦、粘滞、流体阻力等因素导致的能量损耗,从而减缓或抑制机械系统的振动。
阻尼的作用主要有两个方面:一是减小机械系统的振动幅值,降低共振峰值;二是消耗振动能量,提高系统的稳定性和控制性能。
二、阻尼的分类根据不同的物理特性和结构形式,可以将阻尼分为四类:干摩擦阻尼、液体摩擦阻尼、固体材料内耗阻尼和结构材料内部不完全接触产生的相对运动形成的阻尼。
不同类型的阻尼对机械系统的振动特性和稳定性具有不同的影响。
三、阻尼分析的方法1. 实验测试法:通过实际测量机械系统振动的相关参数,比如振动幅值、频率等,来分析阻尼效果。
2. 数值模拟法:利用计算机建立机械系统的数学模型,并基于物理原理和数学方法进行计算和仿真,从而评估阻尼对系统振动的作用。
3. 模态分析法:通过分析机械系统的固有频率、阻尼比等模态参数,结合振动实验数据,可以间接推测阻尼对振动的抑制效果。
四、阻尼优化的策略1. 材料选择:选择具有良好阻尼性能的材料,如聚合物材料、复合材料等。
这些材料具有较高的内耗能力,可以有效地消耗振动能量。
2. 结构设计:通过合理的结构设计,可增加机械系统的阻尼。
例如,在关键位置添加阻尼弹簧、阻尼器等装置,增加机械系统的能量耗散路径,从而抑制振动。
3. 控制策略:采用主动或被动控制策略来实现阻尼优化。
主动控制采用传感器、执行器等主动控制器来实时调节系统阻尼;被动控制则通过调节材料、结构参数等来实现阻尼的优化。
五、阻尼优化实例分析以汽车悬挂系统为例,通过分析阻尼对悬挂系统的影响,可以对系统的设计和优化提供参考。
通过调节悬挂系统的阻尼参数,可以改变汽车行驶时的悬挂刚度和振动特性,提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
六、结论机械设计中的阻尼分析和优化是确保系统振动稳定性和性能的重要环节。
建筑结构液体黏滞阻尼器的设计与应用
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建筑结构液体黏滞阻尼器的设计与应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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一种液体阻尼器的力学分析及其在大射电望远镜中的应用的开题报告

一种液体阻尼器的力学分析及其在大射电望远镜中的应用的开题报告一、研究背景在机械系统中,阻尼器是一种用于消除振动的装置。
液体阻尼器是一种基于液体的阻尼器,它通过利用液体的黏性和流动性来转化机械振动的能量为液体的内能损失,从而达到阻尼的目的。
液体阻尼器具有结构简单、可靠性高、适用范围广等优点。
因此,在工业、航空、航天等领域中得到了广泛的应用。
在大射电望远镜中,液体阻尼器也是一种重要的振动抑制装置。
由于大型天文望远镜本身的结构比较复杂,以及受到气象等环境因素的影响,其本身会产生较大的振动,影响望远镜的性能和观测效果。
因此,采用液体阻尼器对望远镜进行振动抑制是十分必要的。
二、研究内容本论文主要研究液体阻尼器的力学分析及其在大射电望远镜中的应用。
具体研究内容如下:1. 液体阻尼器的结构和工作原理:分析液体阻尼器的结构特点和工作原理,包括液体阻尼器的基本组成、液体的流动方式和阻尼力的来源等。
2. 液体阻尼器的力学特性:分析液体阻尼器的力学特性,包括其阻力大小与速度的关系、阻尼器的响应时间和稳态特性等。
3. 液体阻尼器在大射电望远镜中的应用:探究液体阻尼器在大射电望远镜中的应用,包括其结构设计、参数选取和阻尼效果评价等。
三、研究方法本研究采用理论分析和计算模拟相结合的方法,通过建立数学模型,分析液体阻尼器的结构特点、工作原理和力学特性,以及在望远镜系统中的应用效果。
同时,还采用实验验证的方法,对液体阻尼器的性能进行测试和评估。
四、研究意义本论文的研究成果对于提高大射电望远镜的精度和稳定性具有重要意义。
一方面,通过分析液体阻尼器的力学特性,能够有效提高阻尼器的阻尼效果和稳态特性;另一方面,研究液体阻尼器在望远镜系统中的应用,能够有效降低望远镜的振动,并提高观测效果和数据质量。
五、预期成果预期成果包括:1. 对液体阻尼器的力学特性进行深入理解和分析,建立相应的数学模型,探究阻尼器的响应时间和稳态特性等。
2. 分析液体阻尼器在大射电望远镜中的应用效果,包括其结构设计、参数选取和阻尼效果评价等。
高层结构工程中液体黏滞阻尼器的合理设计与应用
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高层结构工程中液体黏滞阻尼器的合理设计与应用1液体黏滞阻尼器技术液体黏滞阻尼器是阻尼技术在坐标阻尼器中的具体应用,它是一种使用液体作为介质的非线性阻尼装置。
从定义上看,当液体黏滞阻尼器运行时,一种液态介质(如水或聚氯乙烯)会以一定程度抵抗作用于流体的外力,使外力难以让流体流动,从而产生阻尼效果。
液体黏滞阻尼器采用微粒悬浮液体(也叫大分子系统)作为介质,其特点是黏滞程度比普通液体高得多,可以抵抗一定的刚性破坏。
在液态阻尼器中,液体的耗散摩擦力非常重要,可以增加阻尼的作用,并且可以实现可控的阻尼性能,因此被广泛应用于高层结构工程中。
2液体黏滞阻尼器的设计液体黏滞阻尼器是一种复杂的非线性系统,它在微观上由多种微粒悬浮液体组成,它们既可以增加介质的总量,又能增加液体的黏滞系数。
因此,设计液体黏滞阻尼器的过程包括:首先要考虑液体的种类,液体的粘度和温度,以及它们之间的相互作用作用;其次,需要考虑材料的选择,比如介质中的渗漏物质严重,是否需要考虑加入物理阻抗;最后,要考虑外力变化对系统状态的影响,以及系统实现良好阻尼效果的参数(如体积、外形等)。
3液体黏滞阻尼器的应用液体黏滞阻尼器具有许多优点,如可以快速实现可控阻尼性能,抗冲击力较高,对振动没有消极的影响,而且只需将设备内的液体更改就能更改阻尼量。
因此,液体黏滞阻尼器技术在提高钢结构维护性、受干扰程度和外力传递性能方面具有重要的应用前景,它的应用可以在石油、金属冶炼、机械制造、建筑工程、核电站、风力发电、机车车辆等重要工程应用领域可见。
4结论综上所述,液体黏滞阻尼器是一种基于液体悬浮微粒体系的非线性阻尼装置,它可以实现可控的阻尼效果,可以有效抑制大高层结构的振动和谐波,是重要的阻尼技术之一。
在此基础上,在进行液体黏滞阻尼器的合理设计和应用时,还需要根据高层结构特定的实际情况,综合计算液体种类、材料义性、摩擦参数和外力变化等,进行系统辨识和参数优化,最终实现更加准确、严谨、可控的高层混凝土结构安全。
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液体阻尼器的力学特性分析与优化设计
引言
液体阻尼器是一种常见的机械装置,用于控制和减小机械结构的振动和震动。
它广泛应用于建筑、桥梁、汽车和飞机等领域。
液体阻尼器的力学特性对其性能和效果有着重要影响,因此进行力学特性分析与优化设计至关重要。
一、液体阻尼器的构造与工作原理
液体阻尼器一般由液压缸、活塞、密封装置和液体等组成。
当机械结构发生振动时,液体阻尼器中的液体会产生阻尼效应,并通过减少和分散振动能量来控制结构的振动幅值和频率。
其基本工作原理是通过利用液体的黏性和内部阻力,将机械振动能量转化为液体摩擦热能。
二、液体阻尼器的力学特性分析
液体阻尼器的力学特性直接影响它的性能和效果。
以下是一些常见的力学特性分析:
1. 阻尼特性分析
阻尼特性是衡量液体阻尼器性能的重要指标。
通过对液体阻尼器的内部液体流动、黏滞阻尼等特性进行分析,可以确定其阻尼特性。
其中,黏滞阻尼是主要考虑的因素之一,液体阻尼器的阻尼特性可以通过黏滞阻尼系数来描述。
2. 频率响应分析
频率响应分析是评估液体阻尼器在不同振动频率下的性能的重要手段。
通过将液体阻尼器与机械结构模型相连接,进行振动试验或数值模拟,可以得到其频率响应曲线。
这样可以对液体阻尼器在不同频率下的阻尼效果进行分析,从而选择合适的液体阻尼器类型,或调整其参数以满足特定的振动控制需求。
3. 动力响应分析
动力响应分析是研究液体阻尼器与机械结构共同作用后的振动响应的重要方法。
通过建立液体阻尼器和机械结构的动力学模型,可以进行动力响应分析,得到结构的减振效果和阻尼特性。
这有助于评估液体阻尼器的振动控制能力,并进行优化设计。
三、液体阻尼器的优化设计
针对液体阻尼器的力学特性,进行优化设计可以提高其性能和效果。
以下是一
些常见的优化设计方法:
1. 参数优化设计
通过对液体阻尼器的参数进行优化设计,可以改变其阻尼特性和频率响应特性,以适应不同的振动控制需求。
例如,可以通过改变液体阻尼器的几何尺寸、活塞面积和密封装置等参数,来实现不同振动频率下的阻尼效果调节。
2. 材料选择与优化
液体阻尼器的材料选择与优化也是提升性能的关键。
合适的材料可以提高液体
阻尼器的刚度和耐磨性,减少泄漏现象,从而提高其工作效率和寿命。
3. 液体优化
液体阻尼器中所使用的液体种类和性质对其阻尼特性和工作效果起着重要影响。
优化液体的黏度、密度和压力等参数,可以改变液体的黏滞阻尼效果和传递能量的特性,进而提高液体阻尼器的性能。
结论
液体阻尼器的力学特性分析和优化设计是提高其振动控制性能的重要手段。
通
过分析阻尼特性、频率响应和动力响应等参数,可以更好地了解液体阻尼器的工作原理和效果。
优化设计涉及参数调整、材料选择和液体优化等方面,可以提高液体
阻尼器的性能和寿命,满足不同的振动控制需求。
在实际工程中,合理选择和设计液体阻尼器,将有效地减小机械结构的振动和震动,提高结构的安全性和稳定性。