薄壁U形金属阻尼器剪切刚度计算分析

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西安理工大学学报ＪｏｕｎａｒｌｏｆＸｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１３）Ｖｏ１．２９Ｎｏ．２文章编号：１００６－４７１０（２０１３）０２－０２０７－０４
薄壁Ｕ形金属阻尼器剪切刚度计算分析
刘茂社，卢俊龙
（西安理工大学土木建筑工程学院，陕西西安７１００４８）
摘要：通过建立有限元模型，对薄壁型ｕ形金属阻尼器在水平荷载作用下的内力与变形进行了计
算，并结合不同厚度ｕ形阻尼器的力一位移曲线的特征，对阻尼器的内力分布与屈服过程进行分析，通过对比屈服前后的刚度，研究了Ｕ形金属阻尼器的刚度随其厚度及宽度的变化规律。结果表
属阻尼器可根据刚度要求设置合理的厚度及宽度。
关键词：薄壁ｕ形金属阻尼器；剪切刚度；振动控制；数值分析；刚度分析
中图分类号：ＴＵ３５２．１文献标志码：Ａ
wenku.baidu.com
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｈｅａｒＳｔｉｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅＴｈｉｎＵ－ＳｈａｐｅＭｅｔａｌＤａｍｐｅｒ
ＵＵＭａｏｓｈｅ．ＬＵＪｕｎｌｏｎｇ（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｘｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ａｎ，７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
明，Ｕ形金属阻尼器的屈服开始于压弯段，屈服后其刚度退化较大；屈服前后阻尼器刚度均随厚度
的增加而增加，且当厚度大于６ｍｍ时，增加速度加快；当阻尼器厚度一定时，各刚度均随宽度增加而线性增加，刚度增加速度屈服前略快于屈服后。因此，在结构振动控制设计时应用薄壁ｕ形金
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｉｎＵ．ｓｈａｐｅｍｅｔａｌｄａｍｐｅｒｕｎｄｅｒｈｏｒｉｚｏｎｔｌａｌｏａｄａｒｅｃｌｃａｕｌａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｎｔｈｅｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｙｉｅｌｄｃｏｕｒｓｅｏｆｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒａｒｅａｎｌｙａｚｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｃｕｒｖｅｏｆｉｎ．ｔｅｒｎｌａｆｏｒｃｅａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＵ．ｓｈａｐｅｄａｍｐｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｂｙｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｓｔｉｆｆｎｅｓｓｂｅ — ｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｙｉｅｌｄｓ．ｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｔｒａｎｓｆｏｍａｒｔｉｏｎｏｆＵｓｈａｐｅｍｅｔｌａｄａｍｐｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｗｉｄｔｈａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｍｅｎｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆＵ．ｓｈａｐｅｍｅｔａｌｄａｍｐｅｒｉｓａｔｔｈｅｚｏｎｅｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓａｎｄｂｅｎｔａｎｄｔｈａｔｆｔａｅｒｙｉｅｌｄｔｈｅｓｔｉｆｎｅｓｓｄｅｇｒａｄｅｓｍｕｃｈ，ａｎｄｔｈｅｓｔｉｆｆ－ｎｅｓｓｏｆｄａｍｐｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｙｉｅｌｄｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｉｔｓｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｗｈｅｎｈｅｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｘｃｅｅｄｓｏｖｅｒ６ｍｍ．ｔ｝ｌｅｒａｔｅｏｆｅｎｈａｎｃｅｏｆｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉＳａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ．ＷｈｅｎｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｄａｍｐｅｒｉＳｉｆｘｅｄ，ｅａｃｈｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｌｉｎｅａｒｌｙｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｗｉｄｔｈ．Ｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒａｔｅｐｉｒｏｒｔｏｔｈｅｙｉｅｌｄｉｓｓｌｉｇｈｔｌｙｆａｓｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｐｏｓｔｅｉｏｒｒｔｏｔｈｅｙｉｅｌｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｕｓｅｏｆｔｈｉｎＵ— ｓｈａｐｅｍｅｔａｌｄａｍｐｅｒｃａｎｂｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄ