不同间隙的屈曲约束支撑试验研究

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屈曲约束支撑核心板与约束板之间的间隙是影响屈曲约束支撑耗能性能的重要因素。本文着眼于间隙相对容易控制的“三明治”型屈曲约束支撑,采用理论推导、有限元分析和试验研究相结合的手段,研究了不同间隙条件下屈曲约束支撑的性能。   本文首先进行了三批材料单一特性试验,为材料低周疲劳试验和两批BRB低周疲劳试验提供材料单一特性依据。展开了一批材料低周疲劳试验,得到了材料低周疲劳性能,验证用静力指标估算疲劳参数的四点关联法,发现材料的实际低周疲劳寿命要小于四点关联法得到的寿命曲线,并且分析了原因。   推导了屈曲约束支撑核心单元屈曲过程的形态,通过理论推导和有限元分析相结合的方法对不同间隙比屈曲约束支撑进行了分析,得到随着间隙的增大,摩擦力增大,核心单元轴向应变分布不均匀程度变大的结论;同时,随着间隙的增大,屈曲约束支撑低周疲劳性能也将下降。本文还进行了不考虑摩擦的不同间隙比“三明治”型屈曲约束支撑的有限元分析,验证理论推导得出的接触力和应变公式。   针对八个不同间隙比的“三明治型”屈曲约束支撑,开展了低周静力往复荷载试验。通过低周静力往复荷载试验可以得到“三明治型”屈曲约束支撑的滞回曲线;将基于Two-Surface循环塑性模型编制的程序嵌套在ABAQUS里,只考虑材料非线性,不考虑接触非线性和几何非线性对八个BRB核心板进行循环往复加载,得到的模拟滞回曲线很好地仿真了试验得到的滞回曲线。对试验结果进行分析,同样验证了间隙越大,摩擦力越大,低周疲劳能力越低的结论。大部分BRB在端部焊缝热影响区附近发生破坏,其原因来源于焊缝引起的应力集中导致核心构件端部疲劳性能降低和摩擦引起的核心板轴向应变分布不均匀等几个因素。分析了BRB构件的疲劳寿命都小于材料低周疲劳寿命的原因,并对BRB的破坏机理给出了解释。  
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