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試驗裝置和測試系統(tǒng)

VD阻尼墻模型由粘性阻尼裝置、鋼架、基礎(chǔ)支撐平面、運動傳遞平面、導(dǎo)軌、滑塊等部件組成。整個模型尺寸為600mmX485mmX240mm。高精度導(dǎo)軌和滑塊為成品件,其他部件為加工制造。粘性阻尼裝置由有機玻璃材料制造,基礎(chǔ)支撐部分由鋼材料制造,所有可動部件均由鋁合金制造,連接激振器和模型之間的正交桿由銅合金制造。VD墻通過傾斜滑軌來實現(xiàn)大半徑的旋轉(zhuǎn)運動,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的裝置。

VD墻試驗測試系統(tǒng)由激勵系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成。激勵系統(tǒng)包括激振器、信號源和功率放大器。測量系統(tǒng)包括加速度傳感器、力傳感器、位移傳感器、激光位移測量裝置和各自相應(yīng)的信號放大器。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括A/D變換系統(tǒng)、微型計算機、數(shù)據(jù)儲存裝置和計算機網(wǎng)絡(luò)。

試驗測量及分析結(jié)果

為了全面掌握VD墻在旋轉(zhuǎn)運動下的動力學(xué)特性，在不同滑軌傾斜角度試驗中對不同的振動幅值和激振頻率進(jìn)行了大量的試驗。其振動幅值在1 mm~9 mm,振動頻率為1.5 Hz、5Hz和10 Hz,傾斜角度為0、5°、10°、15°。典型定頻和不同振幅激振下的阻尼測量結(jié)果。不同旋轉(zhuǎn)角度和振幅的典型測量結(jié)果。識別結(jié)果表明在定頻激勵下阻尼值隨激勵幅值的增大而減少。

結(jié)論

粘性阻尼墻提供的阻尼具有明顯的非線性特征，本項研究量化了粘性阻尼墻的動力學(xué)參數(shù),研究幾種可用于試驗的阻尼常數(shù)識別方法,試驗結(jié)果表明識別方法精度較高,具有對樣本采樣頻率不敏感的特性,使用有限的測量數(shù)據(jù)可完成識別工作,多次平均后可提高識別精度,具有較好的工程應(yīng)用價值。

試驗結(jié)果表明VD墻可以為建筑提供較大阻尼系數(shù),在建筑設(shè)計中應(yīng)用可以明顯提高建筑的抗風(fēng)能力和抗震能力。結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動對VD墻的阻尼值產(chǎn)生明顯的影響,其主要因素是對VD墻的內(nèi)板剪切力的減少,同時造成更為復(fù)雜的粘液運動。本項試驗研究的阻尼常數(shù)修正計算公式是基于統(tǒng)計基礎(chǔ)上經(jīng)驗計算公式,可用于類似結(jié)構(gòu)工程設(shè)計,為建筑結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型提供基本參數(shù)。