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论文编号 202001-119
论文题目 齿轮传动环向铅剪切阻尼器的试验研究与数值模拟
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齿轮传动环向铅剪切阻尼器的试验研究与数值模拟

首发时间:2020-01-22

石路炜 1   

石路炜(1993-),男,硕士,主要研究方向:消能减震技术

彭凌云 1   

彭凌云(1976-),男,教授,博导,主要研究方向:1.工程结构抗震性能评价和性能提升理论与技术;2.建筑物隔减震新体系、新理论、新方法与新技术;3.既有建筑的加固与改造理论与技术

苏经宇 1   

苏经宇(1955年生),男,博导,主要研究方向:城乡防灾规划;2.工程结构隔震(振)减震(振)

尹祎文 1   

尹祎文(1996生),男,硕士,主要研究方向:消能减震技术

康迎杰 2   

康迎杰(1989生),男,博士后,主要研究方向:结构振动控制

  • 1、北京工业大学工程抗震与结构诊疗北京市重点试验室
  • 2、清华大学土木工程系

摘要:金属屈服型阻尼器通常存在疲劳损伤后需要更换和不易满足大行程要求的问题,提出一种齿轮传动环向铅剪切阻尼器。基于材料常温动态回复再结晶性能,并通过齿轮齿条配合使该阻尼器具有理论上无疲劳损伤及无位移上限的优良特征。根据核心耗能部件的构造对三个不同剪切轴截面的模型试件进行了数值模拟和试验研究,选择最优构剪切轴截面方案设计加工了齿轮传动环向铅剪切阻尼器,通过性能试验对该阻尼器的滞回性能、疲劳性能进行研究。基于有限元分析和试验结果,对该阻尼器耗能机理进行分析。结果表明:该型阻尼器滞回性能稳定,可实现大行程加载,多次加载后基本无疲劳损伤效应;其耗能机理包含铅材屈服和侧向钢-铅摩擦两部分,其中铅材屈服为主,但摩擦作用不可忽略。

关键词: 铅阻尼器 环向剪切 齿轮传动 钢-铅摩擦 数值模拟

For information in English, please click here

Experimental study and numerical simulation of a ring shear lead damper for gear transmission

SHI Luwei 1   

石路炜(1993-),男,硕士,主要研究方向:消能减震技术

PENG Lingyun 1   

彭凌云(1976-),男,教授,博导,主要研究方向:1.工程结构抗震性能评价和性能提升理论与技术;2.建筑物隔减震新体系、新理论、新方法与新技术;3.既有建筑的加固与改造理论与技术

SU Jingyu 1   

苏经宇(1955年生),男,博导,主要研究方向:城乡防灾规划;2.工程结构隔震(振)减震(振)

YIN Yiwen 1   

尹祎文(1996生),男,硕士,主要研究方向:消能减震技术

KANG Yingjie 2   

康迎杰(1989生),男,博士后,主要研究方向:结构振动控制

  • 1、Beijing Key Lab of Earthquake Engineering and Structural Retrofit,Beijing University of Technology
  • 2、Department of civil engineering, Tsinghua University

Abstract:The metal yield damper usually needs to be replaced after fatigue damage and is not easy to meet the requirements of large stroke. A kind of ring shear lead damper for gear transmission is proposed. Based on the dynamic recovery recrystallization property of the material at room temperature, the damper has the excellent characteristics of no fatigue damage and no upper limit of displacement in theory through the combination of gear and rack. According to the structure of the core energy dissipation components, the numerical simulation and experimental research are carried out on three model specimens with different shear axis sections, and the optimal shear axis section scheme is selected to design and process the ring shear lead damper of gear transmission. The hysteretic performance and fatigue performance of the damper are studied through the performance test. Based on the finite element analysis and test results, the energy dissipation mechanism of the damper is analyzed. The results show that the hysteretic performance of the damper is stable, it can achieve large displacement loading, and there is basically no fatigue damage effect after multiple loading. The energy dissipation mechanism of the damper includes two parts: lead material yield and side steel lead friction, in which lead material yield is the main part, but the friction effect can not be ignored.

Keywords: lead damper ring shear gear transmission steel-lead friction numerical simulation

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石路炜,彭凌云,苏经宇,等. 齿轮传动环向铅剪切阻尼器的试验研究与数值模拟[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2020-01-22]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202001-119.

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