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超彈性SMA螺旋彈簧隔震結構的試驗研究與仿真分析
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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結構工程 |
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關鍵詞
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形狀訓練|振動臺試驗 |
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適用年級
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大專 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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80 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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pdf |
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文件大小
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4094K |
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發(fā)布時間
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2009-09-23 17:00:00 |
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無 |
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| 發(fā)布人 |
lj |
內容簡介：
畢業(yè)設計 超彈性SMA螺旋彈簧隔震結構的試驗研究與仿真分析，共69頁
摘要
基底隔震技術是工程結構防震減災十分有效的途徑之一，它過減小傳遞到上部結構的地震力以及減小上部結構的層間位移來保護結構及其內部設施，如：多層建筑、核反應堆、橋梁以及液體儲存罐等。本文提出了一種超彈性SMA螺旋彈簧隔震系統(tǒng)，這種隔震系統(tǒng)主要由線性滑移支承和位于基礎兩端的被預拉伸的超彈性SMA螺旋彈簧構成。通過研究發(fā)現(xiàn)，線性滑移支承的摩擦力也具有部分耗能能力。
本文首先介紹了如何將超彈性SMA絲通過熱加工訓練成超彈性SMA螺旋彈簧。并訓練出了兩種不同型號的超彈性SMA螺旋彈簧。試驗研究和理論分析均表明SMA螺旋彈簧的力學性能與SMA絲有著顯著的不同。因此本文針對SMA螺旋彈簧的力學性能提出了一種新的現(xiàn)象模型，對訓練出來并使用的兩種彈簧擬合出了模型參數(shù)。應用MATLAB軟件編程調用這種現(xiàn)象模擬模型進行仿真分析，并與試驗測量出來的滯回曲線相對比，結果顯示本文提出的現(xiàn)象模擬模型能夠很好地描述超彈性SMA螺旋彈簧的滯回特性。為了試驗研究本文提出的隔震系統(tǒng)的隔震性能，制作一個兩層鋼結構模型，并設計了兩組試驗，分別研究超彈性SMA螺旋彈簧的最優(yōu)預拉伸長度以及其在不同頻譜和不同峰值地震波作用下的隔震效果。試驗研究和MATLAB仿真分析結果表明：
(1) 超彈性SMA螺旋彈簧存在一個優(yōu)化的預拉伸長度，使得結構的地震響應的最大相對位移、最大層間位移、最大加速度以及最大層間剪力這四個指標都比較小，其耗能能力得到了最大發(fā)揮；
(2) 本文提出的超彈性SMA螺旋彈簧基底隔離系統(tǒng)有著較好的隔震性能。最大層間位移、最大加速度以及最大層間剪力這三個指標都小于基底固定結構的1／8以上。不論是不同峰值地震波，還是不同頻譜的地震波，都比與超彈性SMA螺旋彈簧等效剛度相等的鋼彈簧隔震系統(tǒng)的隔震效果要好，特別是相對位移，超彈性SMA螺旋彈簧基底隔離系統(tǒng)的相對位移比鋼彈簧基底隔離系統(tǒng)的要小得多；
(3) 超彈性SMA螺旋彈簧基底隔離系統(tǒng)不僅有著較好的隔震效果，而且有完全自恢復能力，結構能夠在地震后很快自動恢復原位置。超彈性SMA還有著很好的大變形下抗疲勞性能，因此這種隔震系統(tǒng)的另外兩個特點是，不僅構造簡單(不需要復雜構件，僅僅由滑移支承和預拉伸彈簧構成)，而且有效(能夠經(jīng)歷多次地震考驗，不需要維修或者更換任何部件)。
關鍵詞：基底隔震，形狀記憶合金，超彈性SMA螺旋彈簧，形狀訓練，振動臺試驗
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