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一種復位型SMA壓電混合減震裝置的設計與力學性能試驗
展猛; 王社良; 趙云; 陳秀云 黃淮學院建筑工程學院; 河南駐馬店463000; 西安建筑科技大學土木工程學院; 陜西西安710055; 天津大學建筑工程學院; 天津300000
關鍵詞：形狀記憶合金 壓電陶瓷 混合減震 力學性能試驗 復位
摘要：基于形狀記憶合金(shape memory alloy,SMA)材料和壓電(piezoelectric,PZT)陶瓷驅動器的物理力學特點,本課題組設計制作了一種用于結構振動控制領域的復位型SMA壓電混合減震裝置,對其進行了不同位移幅值、加載頻率及激勵電壓下的力學性能試驗,獲得了相應的控制力-位移曲線,并從單圈滯回耗能值、等效剛度和等效阻尼比方面分析了各影響因素對其耗能能力的影響。結果表明,該混合減震裝置可以雙向受力,滯回曲線較飽滿且對稱性好;激勵頻率在0.05Hz~0.3Hz之間變化時,減震裝置的力學性能基本不受頻率的影響。隨著電壓的增大,混合減震裝置的絕對最大控制力呈線性增大,當初始摩擦力200N,施加120V電壓時,控制力可增大約為400N。在位移幅值12mm,120V電壓下單圈耗能量提高了138.23%,等效阻尼比提高了94.23%,所研發的復位型SMA壓電混合減震裝置設計合理,壓電半主動單元耗能能力較好。
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