[发明专利]一种粘滞阻尼器力学性能系数及滑移识别方法

说明书

本发明提供一种粘滞阻尼器力学性能系数及滑移识别方法，包括以下步骤：首先将粘滞阻尼器试验滞回曲线离散为单个滞回环并连接首尾使其闭环得到单个闭合滞回环；由单个闭合滞回环卸载段得到卸载刚度/加载刚度的粗略计算结果，并确定卸载刚度/加载刚度的取值范围；再计算精确阻尼系数和阻尼指数取值范围；再确定粘滞阻尼器的取值范围；输入基于粘滞阻尼器耗能能力的目标函数，并进行基于NM单纯形法的参数识别；得到粘滞阻尼器具有初始滑移的恢复力模型；本发明考虑了由于试验机造成的误差同时为粘滞阻尼器力学性能参数及滑移识别提供了一种更加合理可靠方法，使其能够应用于粘滞阻尼器的参数分析和非线性分析。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体是一种粘滞阻尼器力学性能系数及滑移识别方法。

背景技术

粘滞流体阻尼器是一种减振装置，一般由缸体、活塞、阻尼孔(或间隙、或两者兼有)、粘滞流体阻尼材料和导杆等部分组成，活塞在缸筒内作往复运动.活塞上有适量小孔成为阻尼孔(和活塞与缸筒间配合间隙)，缸筒内装满粘滞流体阻尼材料。当活塞与缸筒之间发生相对运动时，由于活塞前后的压力差使流体阻尼材料从阻尼孔(或间隙)中通过，从而产生阻尼力，达到耗能的目的。流体阻尼器对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过阻尼器中粘滞流体阻尼材料的粘滞耗能耗散掉，达到减小结构振动(地震或风振)反应的目的。

在JG/T 209-2012《建筑消能阻尼器》中，粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼参数通常通过拟合的方法进行识别和分析，但拟合中同时存在两个未知数造成了该两个参数的拟合可调整范围较大、一旦出现较大误差无法解释。同时由于试验机的误差可能存在一定的滑移。以上原因均造成得到的参数无法精确反应粘滞阻尼器的恢复力性能。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种粘滞阻尼器力学性能系数及滑移识别方法。

为达到上述目的，本发明的一种粘滞阻尼器力学性能系数及滑移识别方法，包括以下步骤：

S1：将粘滞阻尼器试验滞回曲线离散为单个滞回环并连接首尾使其闭环得到单个闭合滞回环；

S2：由步骤S1中得到的单个闭合滞回环卸载段得到卸载刚度/加载刚度的粗略计算结果，然后根据粗略计算结果确定卸载刚度/加载刚度的取值范围；

S3：计算出粘滞阻尼器最大阻尼与速度相关的参数：阻尼系数和阻尼指数，再计算精确阻尼系数和阻尼指数取值范围；

S4：在步骤S1中得到的单个闭合滞回环水平段开始和结束段分别取一个点，得到两者差值，根据两者的差值确定粘滞阻尼器的取值范围；

S5：输入基于粘滞阻尼器耗能能力的目标函数，并结合S1-S4得到的参数取值范围或初始值进行基于NM单纯形法或Genetic Algorithm的参数识别；

S6：得到精确的粘滞阻尼器的阻尼系数、阻尼指数和滑移的识别结果，得到粘滞阻尼器具有初始滑移的恢复力模型；

S7：通过S6中得到粘滞阻尼器恢复力模型进行阻尼器的参数分析和非线性分析。

进一步地，步骤S2中，根据S1中得到的单个闭合滞回环卸载段斜率得到卸载刚度/加载刚度的粗略计算结果K_r，确定粘滞阻尼器卸载刚度K的取值范围为[0.9K_r,1.1K_r]。

进一步地，步骤S3的具体方法是，根据S1中得到的单个闭合滞回环曲线，根据JG/T209-2012《建筑消能阻尼器》计算得到粘滞阻尼器的粗略的阻尼系数C_r和阻尼指数α_r，由此确定精确的阻尼系数C₀和阻尼指数α的取值范围分别为[0.95C_r，1.05C_r]和[0.95α_r,1.05α_r]。