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)。