剪切型金属阻尼器的结构设计及力学特性分析毕业设计论文a4bhgp7f.doc

编号 本科生毕业设计（论文） 题目： 剪切型金属阻尼器的结构 设计及力学特性分析 机械工程 学院 机械工程及自动化 专业 学 号 0401110343 学生姓名 于 静 指导教师 张超锋 副教授 二〇一五年六月 设计总说明 在人类的生存与发展中，地震和暴风等自然灾害是不可避免的，它们严重威胁着人类的生活，因此人们对地震与风灾害的抵御与防护自古就有. 近几年来，对人们的经济、生命产生巨大伤害的地震在世界各地频繁发生. 而大量事实表明，地震中产生损失的主要因素是建筑物的倒塌，因此提高建筑物结构的抗震能力成为如今减少地震损失的首要方向. 随着科学技术的不断推进，抗震防风的技术也逐渐提高，在建筑物中加入减震耗能装置起到了至关重要的作用，使建筑物结构的强度、刚度、延性也有了非常明显的提高. 如今，结构的抗震耗能装置发展已比较成熟，现在，人们在通过调整或改变结构的震动反应以及动力参数途径，已达到进一步的提高建筑物在自然灾害中的完整性，有效的保护人们的生命安全. 在减震装置阻尼器的研究与操作方面，国外已具有很先进的技术，在航天、桥梁、房屋等方面都取得了成功的应用. 而如今我国为了加强建筑物结构的稳定性，也逐步的加强阻尼器研究与开发. 本课题以研究阻尼器的材料、结构以及力学性能来说明其在建筑物的耗能减震中的作用. 通过对不同金属材料的拉伸与扭转实验数据对比从而得到具有更好的耗能特性的，更利于制成阻尼器的金属材料. 并对金属材料的阻尼器进行不同的几种结构设计，在结构设计时，主要以剪切型金属阻尼器为对象，我会考虑到将其尽可能设计成对称的结构形式，减少结构的不规则形状和复杂程度，以便选择合适的加工工艺、操作规则，使其在工业生产与建筑物中的安置更加容易，降低废品率和制造成本. 最后会针对剪切型金属阻尼器进行滞回性能和屈曲性能的分析，通过对不同结构的对比已得到最优化的结构方向. 本文主要的实施方式除对实验数据比较分析外，主要运用了Ansys有限元软件通过建立三维几何模型，进行前处理，包括划分网格，网格优化，添加材料属性，边界条件，以及载荷等进行模态仿真. 并通过分析仿真结果对不同结构的阻尼器进行对比分析，看其耗能特性是否良好，并从结构上做出相应的优化改进. 除此之外，我还利用Ansys软件对不同结构、以及翼缘和腹板尺寸的剪切型金属阻尼器进行滞回性能和屈曲性能两方面的力学特性分析. 通过对仿真结果得到滞回曲线以及相应载荷下的应力应变云图比较、研究，可得出影响阻尼器滞回与屈曲特性的因素，对相应因素进行改变、优化，从而可以优化阻尼器的结构. 通过此次课题研究可以表明剪切型金属阻尼器具有良好的耗能减震功能，可以满足提高建筑物抗震能力的要求. 并且对于改变结构以及腹板、翼缘尺寸的阻尼器其耗能特性的变化还是比较明显的，因此，在实际工业建筑应用时，应考虑多方面因素以使用最为恰当的阻尼器。 关键词：金属阻尼器；Ansys有限元分析；耗能减震；屈曲分析 Design General Information With the survival and development of human, earthquake, storm and other natural disasters are inevitable, and they are serious threats to human life. So people resist earthquake and wind damage since ancient times. In recent years, the earthquakes happened more frequently around the world, which caused huge damage to peoples lives and property. The fact is that the main reason for losses is the building collapsed in the earthquake, and therefore to improve the seismic capacity of the building structure to reduce earthquake losses now becomes the primary direction. With the continuous advance of science and technology, seismic wind t