管式变摩擦阻尼器的减振性能试验与数值模拟

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摘 要 ：提出一种具有变刚度特征的管式变摩擦阻尼器， 该阻尼器的主要部件包括套筒和装于其内并可来回移动
的摩擦环 。摩擦 环外 径略大于套筒 内径 ， 当摩擦环装入套筒后 将产生装 配应力 ， 因而当摩擦环 左右移 动时接触 面上将 产
生摩擦力 。变摩 擦的功能是通过在套筒壁 中摩擦 环初始所在部位适 当开缝的方式实现的 。由于在套筒壁 中部 开了缝 ， 在 其初始状态 阻尼器套筒对 内环 几乎没有 约束应力 ， 这样在 非工作状 态套筒 与 内环之 间 的摩擦 力就很 小了。研究 表明 ， 在
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结构 中安装 这类变摩擦阻尼器 以后 ， 以使得 系统具有 半主动变刚度 的特征 ： 可 即在结构偏离平衡位 置时 ， 阻尼器 的套 筒提 供越来越 大的围束力 ， 导致套筒和 内部摩擦环之 间产生 越来 越大 的摩擦力 ， 从而能阻止结构位移增加 ； 在结构返 回平衡 位 置时 ， 阻尼器提供反 向摩擦力 ， 幅值逐 渐减 小 ， 其 使结构在复 位过程中振动速度得到抑制 。对此种 被动变摩擦阻尼器 的性 能试验 和有限元数值模拟都证 明在 工程结构 中应用该 阻尼器 能够达到 主动变 刚度控制效 果 ， 置非 常简单 ， 装 而变 刚度控 制 系统则是 需要计算机和伺服反馈 阻尼器支持的 。由于该 阻尼器构造 简单 ， 出力大 ， 价格低廉 ， 能够适应各种结构 和机械 工程减振控 制的需求 ， 因此具有很好 的推广应用前景 。 关键词 ：变摩擦阻尼器 ； 性能试验 ； 限元分 析 ； 刚度 有 变
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管 式 变摩 擦 阻尼器 的减 振 性 能试 验 与 数 值模 拟
２
（ ．北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京 市重点实验室 ， １ 北京 ２ ．北京工业大学 城市与工程安全减灾教 育部 重点实验室 ， 京 北