转动型摩擦阻尼器试验研究与理论分析∗

马立威; 张海宾; 王燕

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201906025

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转动型摩擦阻尼器试验研究与理论分析∗

更新时间：2025-09-25

- 转动型摩擦阻尼器试验研究与理论分析∗
- Experimental Research and Theoretical Analysis of Rotational Friction Damper
- 防灾减灾工程学报 2021年41卷第5期页码：1001-1011
- 作者机构：
  
  1.青岛理工大学土木工程学院，山东青岛 266033
  2.山东莱钢建设有限公司，山东青岛 266000
  3.青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心，山东青岛266033
- 作者简介：
  
  马立威(1994—)，男，研究生。主要从事抗震方面的研究。E-mail:maliweibest@163.com
  王燕(1957—),女，教授，博导,博士。主要从事钢结构研究。E-mail：yanwang2010803@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(51678316)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201906025
  中图分类号： TU317
- 纸质出版：2021-10-15
- 稿件说明：
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马立威,张海宾,王燕.转动型摩擦阻尼器试验研究与理论分析∗[J].防灾减灾工程学报,2021,41(05):1001-1011.

MA Liwei,ZHANG Haibin,WANG Yan.Experimental Research and Theoretical Analysis of Rotational Friction Damper[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(05):1001-1011.
马立威,张海宾,王燕.转动型摩擦阻尼器试验研究与理论分析∗[J].防灾减灾工程学报,2021,41(05):1001-1011. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201906025.

MA Liwei,ZHANG Haibin,WANG Yan.Experimental Research and Theoretical Analysis of Rotational Friction Damper[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(05):1001-1011. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201906025.

摘要

为研究不同摩擦材料和螺栓预紧力下转动型摩擦阻尼器的力学性能和稳定性，采用3种不同摩擦材料，设计9个转动型摩擦阻尼器试件，进行低周往复试验研究，对比分析了3种不同摩擦材料的转动摩擦机理、滞回性能、摩擦力、螺栓预紧力。对转动型摩擦阻尼器受力机理进行了理论分析，得到转动型摩擦阻尼器的摩擦力理论计算公式，使用刚塑性模型对阻尼器的恢复力模型进行了拟合。研究结果表明：①铜锌合金和铝镁合金摩擦材料的摩擦效应由犁沟效应和粘着效应共同作用，无石棉有机物摩擦材料以粘着效应为主；②阻尼器滞回曲线饱满，接近矩形，表现出良好的耗能能力；③铜锌合金和铝镁合金摩擦材料的摩擦力呈现逐渐增加的趋势，无石棉有机物摩擦材料摩擦力表现下降的趋势；④铝镁合金摩擦材料的螺栓预紧力比较稳定；⑤摩擦力理论计算公式与试验结果取得较好的一致性，可以用于阻尼器设计与分析；⑥刚塑性模型对铜锌合金和铝镁合金摩擦材料的阻尼器恢复力模型适用性较高。

Abstract

In In order to address the mechanical properties and stability of rotational friction dampers under different friction materials and bolt pretension， nine rotational friction dampers were designed with three different friction materials. The rotational frictional mechanism， hysteresis behavior， friction force and bolt pretension of rotational friction dampers were compared and analyzed. Low cycle cyclic loading tests were carried out. The theoretical analyses of the rotational friction damper were carried out， and the frictional theoretical calculation formula of the rotational friction damper was obtained. The restoring force model of the damper is fitted by the rigid-plastic model. The results show that：（1） The frictional effect of metal materials is composed of the ploughing effect and adhesive effect， and the main effect of asbestos-free organic matter is the adhesive effect；（2） The hysteretic curves of dampers are full and close to rectangular， showing good energy dissipation capability；（3） The frictional force of copper-zinc alloy and aluminum-magnesium alloy friction materials increases gradually， and the frictional force of asbestos-free organic matter friction materials show a downward tendency；（4） The bolt pretension of Al-Mg alloy friction material is relatively stable；（5） The theoretical formula of friction force is in good agreement with the experimental results， which can be used for the design and analysis of dampers；（6） The rigid-plastic model can be applied to restoring force model of dampers made of Cu-Zn alloy and Al-Mg alloy friction materials.

关键词

Keywords

references

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