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試驗裝置和測試系統

VD阻尼墻模型由粘性阻尼裝置、鋼架、基礎支撐平面、運動傳遞平面、導軌、滑塊等部件組成。整個模型尺寸為600mmX485mmX240mm。高精度導軌和滑塊為成品件,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大半徑的旋轉運動,產生旋轉運動的裝置。

VD墻試驗測試系統由激勵系統、測量系統和數據采集系統構成。激勵系統包括激振器、信號源和功率放大器。測量系統包括加速度傳感器、力傳感器、位移傳感器、激光位移測量裝置和各自相應的信號放大器。數據采集系統包括A/D變換系統、微型計算機、數據儲存裝置和計算機網絡。

試驗測量及分析結果

為了全面掌握VD墻在旋轉運動下的動力學特性，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果。不同旋轉角度和振幅的典型測量結果。識別結果表明在定頻激勵下阻尼值隨激勵幅值的增大而減少。

結論

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參數,研究幾種可用于試驗的阻尼常數識別方法,試驗結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,使用有限的測量數據可完成識別工作,多次平均后可提高識別精度,具有較好的工程應用價值。

試驗結果表明VD墻可以為建筑提供較大阻尼系數,在建筑設計中應用可以明顯提高建筑的抗風能力和抗震能力。結構的旋轉運動對VD墻的阻尼值產生明顯的影響,其主要因素是對VD墻的內板剪切力的減少,同時造成更為復雜的粘液運動。本項試驗研究的阻尼常數修正計算公式是基于統計基礎上經驗計算公式,可用于類似結構工程設計,為建筑結構動力學模型提供基本參數。