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用于提高剪力墙性能的大尺度磁流变阻尼器的力学性能研究

阮晓辉  边会婷  赵军  龚兴龙  朱全力  
【摘要】:本文设计了一种用于提高剪力墙性能的大尺度磁流变阻尼器(Magnetorheological damper, MR damper),首先对大尺度磁流变阻尼器的力学性能进行理论分析,然后加工磁流变阻尼器,对其力学性能进行实验测试;根据理论分析和实验测试结果,研究磁流变阻尼器对剪力墙性能的影响规律。研究结果表明,该阻尼器可以提高剪力墙的耗能能力,同时还可以提高剪力墙的刚度和承载能力。根据磁流变阻尼器的工作原理和剪力墙的工作方式,本文研究中所涉及的磁流变阻尼器采用旋转剪切模式,最大设计扭矩为200N·m。首先通过理论分析和数值计算,确定阻尼器各部分的尺寸和材料选择。其次通过数值仿真的方法,分析阻尼器内部的磁场分布,并根据仿真结果对阻尼结构进行进一步地优化。依据理论分析、数值计算和仿真的结果,加工、组装磁流变阻尼器。利用万能试验机测试阻尼器在不同工况下的力学性能,并对测试结果进行研究分析。测试结果表明,本文所设计的磁流变阻尼器输出最大扭矩达到210N·m,且在不同工况下工作性能稳定,满足预期研究目标。最后,本文建立了剪力墙的力学模型,通过等效的方式,将磁流变阻尼器等效为一个阻尼力耦合到剪力墙上,通过数值仿真的方法,研究了磁流变阻尼器性能对剪力墙整体性能的影响,仿真结果显示本文设计的磁流变阻尼器可以增强剪力墙的刚度和承载力,且使剪力墙的耗能能力提高4.87%。

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