2022年文献阅读报告参考 .pdf

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1、关于新型材料减震技术的现状文献阅读报告名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - 新型材料减震技术的现状针对所给题目， 就新型材料减震技术的现状大体浏览了几篇文献，了解了近几年来较新的减震材料， 由于消能减震与隔震减震技术同属被动工程减振技术，而又有本质区别，本文针对题目默认为消能减震技术展开论述。一、研究背景地震是一种突发性、 毁灭性的自然灾害， 结构耗能减震技术已经被证明是一种有效的结构抗震技术， 通过在结构中加入具有

2、较大耗能能力的耗能器，正常使用情况下保证一定侧向刚度，结构处于弹性状态，大震时随着侧向位移的增大，耗能器产生较大阻尼，集中耗能，降低结构振动响应，避免主体结构损伤。在结构减震控制技术中， 耗能减震技术占据着极其重要的地位，现已成为程抗震研究的主要发展方向之一， 各国工程抗震专家和学者均积极致力于该技术的研究开发和推广应用。工程结构减震控制的基本方法是在结构的特定部位装设某种装置，以改变或调整结构的动力特性， 从而使工程结构在地震作用下的动力反应得到合理的控制，确保结构能够安全使用。 现代结构减震控制技术的主要内容可以按照是否有外部能源输入的分类方法分类如图1.1 所示， 国内外许多学者对这些领

3、域作了大量的研究，总结出一定的研究成果。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - 结构减震控制根据是否需要外部能源分为被动控制、主动控制、半主动控制、智能控制和混合控制。被动控制（Passive Control）是一种不需要输入外部能源提供控制力且其控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息的控制方法。隔震、耗能减震和吸震减震等均属于被动控制的范畴。耗能减振体系是在结构的抗侧力构件中嵌入或并联能吸收、耗散地震能量的附加阻尼器

4、， 由附加的耗能元件消耗掉结构中地震动输入的能量，而主体结构只吸收或存储一少部分能量，从而保证主体结构的安全。可用下述公式表达二、各种消能减震装置常用的耗能阻尼器有金属阻尼器、 粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、复合阻尼器等几种。下面介绍几种常见阻尼器的新进展。2.1 金属阻尼器金属阻尼器按材料分类则可分为: 铅阻尼器、形状记忆合金阻尼器以及软钢名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - 阻尼器。根据受力状态 , 可分

5、为扭转型、剪切型、拉压型及弯曲型金属阻尼器，下文将通过受力状态分类对金属阻尼器研究现状进行介绍。金属阻尼器依靠金属材料进入屈服后的延性耗散振动能量, 属于金属内摩擦阻尼器，结构在风振或 ( 和) 小震作用下时 , 金属阻尼器通常在弹性范围内工作,不起耗能作用 , 主要起提高原结构刚度的作用; 结构在大震作用下时 , 其中的金属阻尼器发生塑性变形消散地震输入结构的能量, 从而保护结构主体免受地震作用的破坏。2.1.1 软钢阻尼器软钢阻尼器主要利用软钢进入塑性阶段后的良好的滞回性能来耗散能量，目前常用的软钢阻尼器有梁式软钢阻尼器、钢棒阻尼器、 钢元件阻尼器、 平面外及平面内屈服耗能钢板阻尼器、 偏

6、心支撑及节点支撑类阻尼器、 无粘结耗能支撑和耗能间柱等。 下面简单介绍平面外及平面内屈服耗能钢板阻尼器，平面外屈服耗能钢板阻尼器主要依靠钢板平面外弯曲的大应力和大变形, 使钢板进入塑性阶段来耗能。典型的平面外屈服耗能钢板阻尼器有X形软钢阻尼器、 三角形软钢阻尼器、开孔钢板阻尼器和矩形钢板阻尼器等。平面内屈服耗能钢板阻尼器主要依靠钢板平面内变形造成的设定区域内的钢板屈服来耗散能量。典型的平面内屈服耗能钢板阻尼器有蜂窝状钢板阻尼器、槽形钢板阻尼器、圆洞软钢阻尼器和双X软钢阻尼器等。（1）X型软钢阻尼器和三角形软钢阻尼器X 形软钢阻尼器由多块 X 形状的钢板叠加而成， 如图 2.1 所示。其减振原理

7、是：通过 X 形钢板的侧向弯曲屈服来耗散结构的振动能量，以达到减小结构的振动反应。 该阻尼器的优点在于钢板相同厚度处的各点将同时达到屈服，这将充分发挥钢板材料的塑性性能， 大大提高其耗能能力。 三角形软钢阻尼器由多块三角形钢板叠加而成，如图2.2 所示，其减振原理同 X 形软钢阻尼器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2.1 X型软刚阻尼器的构造图图 2.2 三角形软钢阻尼器的构造图（2）无粘结支撑阻尼器无粘

8、结支撑阻尼器是近年来开发的一种新型金属阻尼器，如图 2.3 所示。它以内核心钢板作为耗能构件， 外方形（圆形或矩形） 钢管及填充灰浆为其提供侧向约束。内核心钢板与灰浆之间涂了一层无粘结材料，这种材料的作用是确保核心钢板上的轴力不传到灰浆体和外钢管上，保证核心钢板自由拉压变形， 灰浆和外钢管共同阻止支撑发生屈曲失稳破坏，这些组件完美的结合， 使该支撑在屈服后能产生稳定、 对称的拉压滞回性能。 若将无粘结支撑中的灰浆采用无粘聚性材料 （豆状石砾、 沙子、喷射泡沫等） 代替，则可不需要无粘结层， 构造更加简单，这称为约束屈服支撑， 是无粘结支撑的一种改进。 无粘结支撑是一种在受压与受拉时均能达到屈曲

9、而不发生弯曲的轴力构件，比传统同心斜撑构件具有更稳定的力学性能。经过合理设计的无粘结支撑不但具有高刚度与高韧性，并且其不弯曲的特性更能展现钢材良好的滞回耗能能力，因此，无粘结支撑同时具有同心斜撑名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - 和滞回型耗能原件的功能。 该阻尼器具有良好的抗震应用价值，已逐渐得到工程界的认可。图 2.3 无粘结支撑阻尼器（3）BLY100低屈服点钢为材料制成的新型高性能剪切钢板阻尼器低屈服点钢（

10、BLY100 ） ，伸长率可达 50%，具有良好的延性，是理想的耗能材料。利用 BLY100 研发高性能剪切钢板阻尼器， 既可以保证阻尼器具有相同的初始刚度， 又可以使阻尼器在小变形下进入屈服阶段，消耗输入结构的能量， 在小震和中震中具有比普通软钢剪切钢板阻尼器更好的耗能性能。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - BLY100 低屈服点钢的拉伸性能试验表明，钢材具有较低的屈服强度及极限抗拉强度， 伸张率超过 50%，

11、具有良好的塑性性能， 跟普通软钢剪切钢板阻尼器相比，能够在更小的位移下进入塑性状态消耗地震能量，在小震和中震中具有更好的耗能性能。高性能剪切钢板阻尼器的 ANSYS 分析结果表明，阻尼器的力-位移的滞回曲线接近于平行四边形， 在正弦激励波下， 整个图像形状比较饱满， 具有很好的耗能能力。阻尼器屈服后，塑性几乎在常应力下发展，刚度较小，接近为零。对不同翼缘厚度的阻尼器 ANSYS 分析结果表明，当翼缘厚度较小时，阻尼器的侧向刚度主要由腹板来决定。当翼缘没有足够的刚度来约束腹板的转动，在滞回变形中， 阻尼器的最大剪力在 10%剪应变之后会有明显的下降， 影响了阻尼器的耗能能力。翼缘厚度增大时，一方

12、面减小了腹板中心区和边缘受压区的应变，同时增大了边缘受拉区的应变，可能会加快该区域的受拉撕裂破坏。因此，合适的翼缘厚度，对阻尼器的耗能特性有重要的影响。对不同腹板形状系数的阻尼器 ANSYS 分析结果表明，随着腹板的形状系数的减小，阻尼器的最大剪力逐渐增大，平面外屈曲变形逐渐减小， 证明形状系数较小时，厚度相同的翼缘能更好的约束腹板的边界，避免腹板边界发生过大的转动。腹板形状系数越小， 使阻尼器最大剪力发生明显下降的临界剪应变越大，具有更好的平面外稳定性。高性能剪切钢板阻尼器的试验结果表明，阻尼器的剪力剪应变的滞回曲线是一个饱满的平行四边形， 具有出色的耗能能力， 能承受较大的剪切变形。 表明

13、较大的翼缘厚度可以有效约束腹板边界转动，减小腹板平面外屈曲， 具有更加出色的耗能能力和滞回特性，这与 ANSYS 分析所得结论基本一致。为实现阻尼器稳定的耗能特性。阻尼器的破坏形式， 与 ANSYS 应变分析结果基本吻合。 而阻尼器 ANSYS 分析滞回曲线的最大剪力值比试验所得较小，误差约为 5%20% ，说明 ANSYS 分析所得的阻尼器最大剪力有一定的误差，数值模拟分析方法有待进一步改进。问题：仍有些问题需要做进一步的理论和试验研究：1、多改变阻尼器的规格尺寸，例如：腹板厚度、翼缘形式、腹板高度，研名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

14、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - 究不同参数对阻尼器的影响规律。2、研究用普通软钢作为阻尼器翼缘的性能特性，可有效降低阻尼器的制作成本。3、ANSYS 模拟分析能在一定程度上较好的模拟阻尼器的特性，但仍有一定的误差，研究更好的方法精确模拟阻尼器的性能。4、阻尼器抗疲劳性能的试验研究。5、加强阻尼器在新建建筑及已有建筑的加固的研究与应用，便于在设计中推广使用。（4）新型 U型软钢阻尼器U型软钢阻尼器 , 其耗能元件结构如图所示, 由腹板和两翼缘组成。 其中腹板为等截面板 , 两翼缘为变截面板 , 整个阻

15、尼器元件板厚相同。 阻尼器元件两翼缘端处留有螺栓孔 , 以便与其它结构相连接。 U型软钢阻尼器是利用U型阻尼元件有机组合的耗能装置。 它的结构形式可以根据实际工程结构的减振控制需要灵活设计, 可将多个 U型软钢阻尼器元件组合成不同结构尺寸、承载能力和阻尼性能的复合 U型软钢阻尼器。图所示为将阻尼器元件通过串并联方式形成的U型阻尼器。图 U 型软钢阻尼器元件结构组成名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 U 型软刚阻

16、尼器在该 U型阻尼器元件受到反复荷载作用过程中, 腹板是直接耗能部分 , 而翼缘段作为辅助部分可调整腹板的耗能能力。根据上图腹板段各截面受相同轴力和弯矩作用。外部能量正是通过轴力和弯矩引起的大变形被吸收。设计中采用等截面形式的腹板 , 可使各截面的拉弯应力情况一致, 材料利用率提高 , 能更高效的吸收外部能量；阻尼器元件的翼缘部分由于各截面段受力不同, 采用了非等截面的设计方式以减少材料的浪费。翼缘不但能为腹板提供支撑, 而且还能通过调整其长短改变腹板处的弯矩大小, 并控制阻尼器的位移和阻尼力。该阻尼器安装在工程结构中 , 其两端承受相对位移的作用, 当阻尼器两端所受的相对位移作用较小时, 即

17、阻尼器所承受的相对位移小于屈服位移时, 它处于弹性工作状态 , 阻尼器没有利用塑性性能消耗振动能量, 但该阻尼器通过对工程结构提供一定的刚度及反向作用力以减轻结构的振动；当阻尼器两端所受的相对位移作用较大时, 即阻尼器所承受的相对位移大于屈服位移时, 处于塑性工作状态 , 阻尼器利用软钢材料的塑性变形耗散振动能量, 以达到减轻结构振动的目的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 U 型阻尼器元件力学简化图图 U

18、型阻尼器元件内力图在建筑结构中使用耗能阻尼器有以下几个注意点: 1、 耗能阻尼器在结构中的布置以各层均匀布置优先, 其次是隔层布置或薄弱层布置；2、 耗能器在结构中布置时应尽可能调节结构的对称性, 尽量减小结构质量中心和刚度中心的偏差。此种布置措施可以减少地震动给结构带来的扭转振动, 使阻尼器能够发挥最好的作用；3、为避免阻尼器出现破坏 , 应保证耗能阻尼器有一定的安全富余: 位移型阻尼器的最大行程应该大于所在层最大位移的130%,速度相关型阻尼器的最大速度大于所在层最大速度的130% ；4、根据国外文献 , 支撑截面尺寸应至少承受耗能阻尼器1.3 倍的最大轴力。2.1.2 形状记忆合金 SM

19、A 形状记忆合金（ Shape MemoryAlloy，简称 SMA ）是一种兼有感知和驱动功能的新型功能材料。由于 SMA 独特的形状记忆效应和超弹性等特性，在结构振动控制和结构的智能化方面表现出较为优秀的性能，已成为土木工程领域的研究热点，目前已开发出多种 SMA 耗能装置，如：中心牵引 (CT)型 SMA 阻尼器、自复位 SMA 阻尼器、拉伸型 SMA 阻尼器和剪刀型 SMA 阻尼器等。 SMA 耗能装置与传统装置相比，具有耐久性好、耐腐蚀性好、使用期限长、允许大变形并且变形可恢复等优点。常用的几种记忆合金有 NiTi 合金、Cu 基合金、Fe 基合金等。其中， NiTi 合金除了具有优

20、越的形状记忆特性和超弹性外，还具有高强度、耐腐蚀、 耐疲劳、低比重、弹性模量和人体骨骼相近以及良好的生物相容性，是目前应用最广泛的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - 形状记忆材料。表 1-1 给出了 NiTi SMA 和建筑钢材的性能参数比较，从表中可以看出， NiTi SMA 的屈服强度和钢材的相当，但其可恢复应变和极限应力远高于普通钢材。Dolce 和 Cardone在文章中，通过对一缩尺RC框架进行振动台试

21、验，比较了 SMA 装置和钢屈曲耗能装置的减震效果，试验结果表明，SMA 装置能提供与屈曲耗能装置相当的耗能能力，此外，SMA 耗能装置还具有良好的疲劳性能和自复位能力。韩玉林、李爱群等在一两层钢框架上安装了 8 根 SMA 丝阻尼器， 丝阻尼器由 2 根 7mm 的铁丝和 1 根 0.75 mm 的 SMA 丝串联而成，对该钢框架进行了振动台试验和数值模拟，结果表明，装有 SMA 丝阻尼器的有控框架的振动衰减速度明显快于无控框架， 数值模拟结果显示有控结构的最大位移仅为无控结构的 15%，减震效果明显。 李惠和毛晨曦开发了两种新型SMA 被动耗能器拉伸型 SMA 耗能器和剪刀型 SMA 耗能

22、器如下图所示， 并将其安装在一 5 层钢框架模型上进行了振动台试验， 试验结果表明， 两种 SMA 耗能器均能减小结构底层的位移反应，但剪刀型耗能器的减震效果要比拉伸型耗能器好，这是由于剪刀型SMA耗能器利用了杠杆原理，使NiTi 丝的变形为结构层间变形的L 倍，充分发挥了名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 18 页 - - - - - - - - - NiTi 丝的大变形能力，消耗更多的地震能量。问题有以下一些问题需解决或做进一步完善研究: 1、只针对结构

23、仍保持弹性状态而阻尼器进入非线性的情况，对结构进行了7 度多遇地震下的非线性时程分析，但是在罕遇地震下结构进入弹塑性阶段，对增设阻尼器后的结构进行弹塑性分析将是进一步分析的内容。2、阻尼器总是和支撑一起与主体结构相连，考虑安装阻尼器时不同的支撑形式对结构减震效果的影响需要作进一步系统的研究。3、只分析了金属阻尼器和自复位 SMA 阻尼器加固的案例， 选用其他阻尼器进行耗能减震的研究还有待于开展。2.1.3 超塑性合金阻尼器在一定的内部条件或外部条件下, 流变应力极低且塑性极好的材料称为超塑性材料。通常情况下延伸率大于100% 的材料就可以称为超塑性材料, 材料表现出的这种现象则被称为超塑性现象

24、。材料超塑性自发现之日起, 就引起了世界各国学者的广泛关注和竞相研究, 并初步建立了比较全面的理论体系。常用的超塑性材料有 Zn、Al、Ti 、Mg 、Ni、Cu等合金以及黑色金属材料 , 现在有些陶瓷材料和复合材料也呈现出超塑性。 根据其实现条件 , 超塑性材料可分为两种 : 微细晶粒超塑性材料和相变超塑性材料。 微细晶粒超塑性是指具有相当细的等轴晶粒组织的材料所呈现出的超塑性 , 一般来说大多数超塑性材料都属于这种类型。这种超塑性材料中大部分为共晶合金和共析合金。相变超塑性指的是在一定的应力和( 或)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

25、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 18 页 - - - - - - - - - 温度条件下 , 材料经过多次循环相变和 ( 或) 同素异形转变而引起的延性增加的现象, 通常这类材料并不必具有超细晶粒。微细晶粒超塑性材料目前主要应用在超塑成形方面 , 涉及航空航天、建筑、交通、电子等领域。超塑成形过程中所需压力小, 为正常加工时的几分之一到几十分之一, 对设备损耗较小。另外 , 利用材料的超塑性来加工零件 , 可一次成型 , 节约原材料 , 降低成本。并且, 超塑成形加工的零件质量较好 , 不会因材料的加工硬化引起零件成形后的变形, 零件尺寸较为

26、稳定。但每种超塑性材料在成形过程中均需达到一定的条件, 加工所需时间较长 ,且需耗费额外的能源。 相变超塑性则较多地应用在热处理领域。如可以利用相变超塑性的原理 , 在加热和冷却循环的条件下, 施加很小的荷载就可以将两块金属焊接在一起。超塑性 Zn-22Al 合金阻尼器的研究现状1998年开始 ,Longdon 等研究报道了具有细晶组织的Zn-22Al 共析合金的超塑性。2008 年, 在室温下 ,ShaoHuaXia 等在应变速率为时获得了延伸率为 335% 的 Zn-22Al 合金。 2010 年, 孔令俊等利用轧后空冷的处理方式, 在应变速率为, 时获得了延伸率为213% 的 Zn-22

27、Al 合金。研究表明其前40 个周期的应力 - 应变曲线没有太大的差别 , 也就是说 , 这种材料制成的阻尼器在经历地震发挥作用之后基本可以不用更换而继续使用。对于 Zn-22Al 合金在阻尼器方面的应用, 国外有 TsutomuTanaka等在 2003-2005 年间报道了将超塑性Zn-Al 共析合金应用于地震减震器的研究工作。 国内有董雪花和孔令俊等用数值分析的方法分析了 Zn-22Al 合金阻尼器的减震性能。国内公开专利方面, 日本人栉部淳道等在中国申请的专利“通过超塑性合金达成的木结构住宅用的抗震减振器”(CN1809676)提出了利用超塑性合金Zn-22Al 的性能制作减震器来达到

28、减震的目的, 主要安装在木结构住宅的柱与梁的交接处作耐震补强装置来使用。超塑性 Zn-22Al 合金阻尼器的研究意义现在常用的金属阻尼器多用铅或软钢等低屈服点金属制成。 但是, 铅对人体有害 , 软钢等低屈服点金属在地震过后往往会发生硬化的现象 , 需要检查和更换。因此 , 如果一种材料不易加工硬化, 那么其制成的阻尼器在经历地震后还能继续使用, 使用寿命长。同时, 如果一种材料具有很低的屈服极限 , 并且具有很高的延伸率 , 那其制成的阻尼器就会对无论大小的地震都会有反应 , 且有很高的耗能能力。 Zn-22Al 合金具有较高的延展性和流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

29、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 18 页 - - - - - - - - - 变性能 , 且没有明显的硬化现象 , 是制作阻尼器的较理想的材料。因此, 研究Zn-22AI 合金在室温下的力学性能和其在阻尼器上的应用具有一定的工程意义。问题：有以下一些问题需解决或做进一步完善研究: 1、 虽然得到了最大断后伸长率为245% 的塑性较好的合金材料Zn-22Al, 但并不一定是室温下塑性最好的。可以探索更多不同的加工工艺, 使材料更适合用作阻尼器。2、需对材料进行相应的不同应变速率下的动态试验。3、 通过对两种

30、Zn-22Al 合金制成的阻尼器进行数值模拟, 得到了其较适合的阻尼器形式 , 还需对这种形式的 Zn-22Al 合金阻尼器进行相应的实验研究, 并探索出更适合这种材料的阻尼器形式, 对添加此种形式阻尼器的结构进行实际模型的实验研究。2.2 金属橡胶阻尼器金属橡胶（ Metallic Rubber,MR ）是一种均质的弹性多孔材料，是将螺旋状态的金属丝卷成弹簧卷有序地排放在冲压或碾压模具中，再经过编织、冲压成型而成的。由于其内部结构是金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构，类似于橡胶的大分子结构，具有所选金属固有的特性， 又具有类似橡胶的弹性， 因而得名。在外加载荷作用下，金属丝弹簧卷之间将发生

31、摩擦、滑移、挤压和变形，耗散大量的能量而起到阻尼减震作用。由于它本质上是一种金属材料, 因此比真实的橡胶适应环境能力强，具有阻尼大、重量轻、柔韧性好、吸收冲击能、不惧高低温作用、不易老化等特点。 目前由金属橡胶制成的隔震器由于在高低温、腐蚀环境等特种工况下均具有良好的隔震性能，因此在工程机械、 海洋船舶等领域均有应用。特别是航空航天等国防领域中, 具有广泛的应用前景。金属橡胶材料的研制成功，不仅扩大了已有金属材料的适用范围，而且解决了某些构件在特殊工作环境中对材料提出的特殊性能要求， 例如它可以满足航空航天用空间飞行器在高温、高压、高真空、超低温、腐蚀性介质及剧烈振动等环境下的阻尼减振、过滤、

32、密封等问题。 应用实践证明， 金属橡胶产品应用广泛， 尤其适用于特殊工况下工作的机构，表现出的优良特性是一般材料所无法比拟的，它是普通橡胶的最佳替代品。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 18 页 - - - - - - - - - 目前大多数隔震器都只对结构的水平方向地震响应进行有效隔震，金属橡胶耗能装置在土木工程领域，尤其在剪力墙结构中很少作为耗能减震装置而应用。因此开发具有双向水平和竖向减震能力且构造简单的新型耗能减震装置十分必要。基于这样的研究背景，

33、 提出开发基于不锈钢丝金属橡胶材料的新型耗能减震装置，并对金属橡胶三个空间方向的力学性能进行了研究。鉴于金属橡胶材料良好的力学性能， 设计以金属橡胶为核心材料的套筒型阻尼器，安置于框架剪力墙连梁结构中， 确保耗能器变形可自回复， 不需替换， 为耗能减震剪力墙结构体系研究提供了新的思路。问题有以下一些问题需解决或做进一步完善研究: 1、金属橡胶性能改进。研究如何提高金属橡胶耗能减震材料的刚度和阻尼性能，改善金属橡胶的制备工艺，考虑在其中掺加高分子聚合物（硅橡胶），进行材料复合处理。 不仅可以解决其耐腐蚀性差、 易氧化等问题， 而且增加 MR 阻尼器的滞回耗能能力。2、耗能减震体系的优化设计。结构

34、中阻尼装置的参数设置和布置方式关系到能否合理设计耗能减震体系。 今后的工作是进一步研究阻尼器参数优化，寻求一种更加合理及有效的阻尼器的数量及布置优化方法。3、进一步研究结构损伤模式量化方法，确定损伤指标在不同类型构件中的匹配以及研究损伤指标在结构中的分布规律。3 新型电磁阻尼器用强磁性材料制做电磁阻尼器是创新的工作，对电磁阻尼器的构造、 基本性能、 运动参数 (如频率和幅值 ) 及几何参数 ( 如涡流板厚度和面积 ) 对其性能影响等进行了研究。研究结果表明： 随着频率、幅值、工作面积的增大， 阻尼力会增大；而且由于电磁阻尼器的构造简单巧妙、工作频率宽、 性能较好， 因此可以广泛应用于土木、汽车

35、及机械等领域的减振( 震 ) ，是一种很有前途的减振器。由电磁感应定律知道金属板在磁场中运动会产生涡流同时转化为电阻热而耗散掉，电磁阻尼器即基于此原理而开发的。电磁阻尼器构造主要由2 个具有相对运动的部件组成：磁源和感应元件。磁源理论上可以采用电磁或永磁，感应元件理论上可以采用感应线圈或涡流板，根据土木工程特点 ( 如使用周期较长等 )名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 18 页 - - - - - - - - - 并经过多方面研究探讨， 磁源采用强永磁材料

36、 ( 强永磁材料如做防护层退磁不大，可以满足工程要求，并且我国富含强磁性材料)，感应元件采用软磁性材料制作的涡流板。展 望用强磁性材料制作电磁阻尼器是一项创新的工作，从模型构造和试验结果来看：其构造简单、巧妙，造价不高、体积不大、安装方便、性能较好；研究发现由不同涡流板边界形状可以得到不同的阻尼力与位移滞回曲线，这一点对优化设计和不同工程需求很有帮助； 同时由于较高频率时性能也较好，因此电磁阻尼器不仅可以用于土木领域减振( 震) ，而且也可以广泛用于汽车、 机械等领域的减振，所以是很有应用前途的阻尼器，值得进一步深入细致的研究。以上仅做了少量模型试验， 得到了一些定性和初步结论， 定量结论和制

37、作出实际产品尚需继续做大量试验研究和理论推正， 在研究中可能还会不断有新问题和有意义的成果展现，由此便成就和完善了新型电磁阻尼器的问世。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 18 页 - - - - - - - - - 三、结语通过阅读 09 年以来发表的 8 篇硕士论文， 1 篇博士论文， 1 篇期刊文献。 对新型材料减震技术的现状有了大体的了解。故作了这篇阅读报告， 本文以消能减震为主，加上一些隔震阻尼材料， 介绍了常见的减震装置和近年来新型的减震装置。隔

38、震虽然是新型减震技术，但和消能减震有本质区别。隔震，即隔离地震。在建筑物地基与上部结构之间设置由隔振器、阻尼器等组成的隔震层， 隔离地震能量向上部结构传递， 减少输入到上部结构的地震能量，降低上部结构的地震反应，达到预期的防震要求。在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件（由阻尼器，连接支撑等组成），通过阻尼器局部变形提供附加阻尼，吸收与消耗地震能量。 这样的房屋建筑设计称为“消能减震设计”。隔震体系能够减少结构的水平地震作用。消能方案可以减少结构再风作用下的位移。对减少结构水平和竖向地震反应也是有效的。通过阅读文献了解隔震减震的区别，所以就针对阅读报告的题目减震技术，即消能减震技术搜索并浏览了以上

39、文献。发现不少新旧阻尼器仍有问题需要继续研究。例如： BLY100低屈服点钢为材料制成的新型高性能剪切钢板阻尼器中，阻尼器的规格尺寸对其性能的影响规律，ANSYS 软件模拟产生的误差等。形状记忆合金 SMA 的文章里没有考虑罕遇地震下增设阻尼器的结构弹塑性分析。超塑性Zn-22Al 合金阻尼器里，还需找到室温下塑性更好的材料，还需找到更适合这种材料的阻尼形式。金属橡胶阻尼器还需解决材料耐腐蚀性差、易氧化等问题。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 18 页 -

40、 - - - - - - - - 四、参考文献1 赵亚哥白，基于金属橡胶阻尼器耗能减震框架剪力墙体系的抗震研究，吉林大学博士学位论文，2012 2 杨育臣，非比例阻尼结构动力响应分析， 哈尔滨工业大学硕士论文， 2009 3 杨菲菲，超塑性合金及其结构减震阻尼器的性能研究，南京理工大学硕士论文， 2012 4 王熙斌，大跨空间结构减震控制装置的设计与试验研究，西安建筑科技大学硕士论文， 2010 5 林坚湘，高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与试验研究，华中科技大学硕士论文， 2011 6 郭道远，同时设置金属和粘滞阻尼器的高层钢框架结构减震性能研究，江苏科技大学硕士论文，2009 7 凌宏华，新型阻尼器的工作机理及在抗震加固工程中的应用，华南理工大学硕士论文， 2011 8 彭辉鸿，一种新型SMA 阻尼器的设计及数值分析，华南理工大学硕士论文，2010 9 章平平，一种新型软钢阻尼器的研制及其在结构减震控制中的应用，南京理工大学硕士论文， 2012 10 朱坤， 邹向阳，王晓天，新型电磁阻尼器性能初步研究， 世界地震工程，2009 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 18 页 - - - - - - - - -