(1)基于大尺寸SMA螺旋
弹簧的超弹性恢复力和摩擦耗能装置的滑动摩擦阻尼力,本文提出一种新型SMA螺旋弹簧摩擦
阻尼器(SFD),由其中的SMA螺旋弹簧和摩擦装置协同耗能,实现结构的减震控制。基于SMA装置和摩擦装置的力学模型,建立了SFD的恢复力模型。
(2)采用两种不同原子分数百分比的NiT形状记忆合金(Niso.Tig2和Nis1.i4g制备了簧杆直径为16mm的SMA螺旋弹簧,并对其进行了单轴循环拉压试验,研究了在加载速率和位移幅值影响下SMA弹簧力学性能的变化规律。研究表明,上述超弹性SMA螺旋弹簧可提供良好的自复位性能,可满足结构大位移和高耗能的需求,为后续自复位减震装置的研发提供了基础数据。
(3)采用簧杆直径为12mm和16mm的SA螺旋弹簧(Niso.i2和Nis1.Tig0),设计了四种SFD,并利用 ABAQUS软件中建立其有限元实体模型。设计了不同位移加载工况,模拟分析了以上四种SFD的滞回性能。研究表明,通过本文建立的有限元分析模型可获得SFD的性能参数。
(4)通过ABAQUS有限元软件建立了含有SD的球面网壳结构模型,对其进行了三维地震作用下的动力弹塑性分析,对比分析了受控结构与原始结构中屋盖和下部支承结构的位移响应、加速度响应、等效塑性应变和结构能量响应。研究结果表明:球面网壳结构内部的SFB系统在强震作用下可提供饱满的滞回环,其耗能作用显著;强震作用下受控结构主要通过SFD进行耗能,可有效减轻主体结构的塑性发展和地震损伤。
