由式(11)、式(14)、式(16)，可得調(diào)節(jié)閥開啟后阻尼器的輸出阻尼力為：

    將式(17)進(jìn)行變換后，得到：

    根據(jù)阻尼器調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)參數(shù)，有λ>>A，所以得到

    式中：C′為阻尼器調(diào)節(jié)閥開啟后的名義阻尼系數(shù)。

    則式(18)可簡化為：

F = C′V + Fk                      (21)  

    綜合前述推導(dǎo)，可以得到該型阻尼器在調(diào)節(jié)閥開啟前后的阻尼力簡化計(jì)算公式為：

3、調(diào)節(jié)閥式黏滯阻尼器力學(xué)性能試驗(yàn)

    阻尼器的力學(xué)性能試驗(yàn)采用位移控制，通過對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，揭示阻尼器阻尼力與活塞運(yùn)動(dòng)速度等各參數(shù)之間的關(guān)系。試驗(yàn)用阻尼器設(shè)定當(dāng)其輸出阻尼力達(dá)到430kN時(shí)，閥心開啟(即Fk=430kN)，利用閥的溢流作用來調(diào)節(jié)活塞兩端的壓差。

    通過試驗(yàn)，得到阻尼器的阻尼力位移滯回曲線(其部分結(jié)果如圖2所示)。由試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)阻尼器所受激勵(lì)較小時(shí)，輸出阻尼力小于430kN，滯回曲線呈光滑橢圓形狀；隨著外界激勵(lì)加大，阻尼器輸出阻尼力達(dá)到430kN后，調(diào)節(jié)閥參與工作，阻尼器最大輸出阻尼力的增幅△F被控制在較小的范圍內(nèi)。

(a)f=0 25Hz，u0=5mm～35mm 

(b)f=0 50Hz，u0=25mm～20mm

(C)f-= 00Hz．u0=25ram～8mm

d)f=150Hz，u0 =4mm～7mm

圖2調(diào)節(jié)閥式黏滯陰尼器部分試驗(yàn)結(jié)果

       通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的換算，得到阻尼器的阻尼力一速度關(guān)系曲線(參見圖3)。從圖3中可以看到，調(diào)節(jié)閥開啟前，最大輸出阻尼力Fmax隨激勵(lì)速度的增加迅速增長；當(dāng)缸筒內(nèi)高壓腔介質(zhì)壓強(qiáng)達(dá)到開啟壓強(qiáng)，調(diào)節(jié)閥參與工作后，雖然外界激勵(lì)不斷加大，但是Fmax增幅較小，且總體保持穩(wěn)定。根據(jù)試驗(yàn)可知，在激勵(lì)速度由30mm／s增加到60mm／s這一階段，Fmax增幅約為60kN，遠(yuǎn)小于調(diào)節(jié)閥開啟前阻尼力的增長率。

圖3阻尼器力速度關(guān)系曲線

4、阻尼器性能仿真分析

    根據(jù)阻尼器在調(diào)節(jié)閥開啟前后的阻尼力簡化計(jì)算公式(式22)，對阻尼器的阻尼力一位移關(guān)系進(jìn)行仿真分析，并與對應(yīng)工況的試驗(yàn)結(jié)果相對比(參見圖4)。由圖4可以看出，該力學(xué)模型能夠體現(xiàn)阻尼器在調(diào)節(jié)閥開啟前后力學(xué)性能的變化，而且最大輸出阻尼力以及滯回環(huán)的形狀與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，能比較準(zhǔn)確地反映阻尼器的實(shí)際受力情況。圖4中出現(xiàn)滯回曲線不完全重疊的部分，主要是因?yàn)樵谠摿�學(xué)模型中，為分析簡便起見，沒有考慮材料彈性變形對阻尼器力學(xué)性能的影響。

圖4試驗(yàn)與仿真結(jié)果

    在設(shè)計(jì)阻尼器時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際工程的需要，選擇適當(dāng)?shù)淖枘嵯禂?shù)C，在小震情況下迅速獲得較大的阻尼力；根據(jù)工程需要，選擇適當(dāng)?shù)?/span>Fk可在大震情況下有效控制Fmax的增長幅度，避免因激勵(lì)速度的加大而對阻尼器、支撐以及結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生不利影響。

5、結(jié)論

    本文研制了一種新型調(diào)節(jié)閥式黏滯阻尼器，通過理論分析和試驗(yàn)研究，主要得到以下結(jié)論：

    (1)基于流體力學(xué)和阻尼器構(gòu)造特點(diǎn)，分析了阻尼器的力學(xué)性能，建立了該型阻尼器的力學(xué)模型，通過仿真分析與試驗(yàn)研究可知，該模型比較準(zhǔn)確的反映了阻尼器的實(shí)際受力特性；

    (2)通過試驗(yàn)研究可知，該型阻尼器的阻尼力位移滯回曲線形狀光滑飽滿，性能穩(wěn)定，耗能能力強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)節(jié)閥能夠準(zhǔn)確地在設(shè)定值附近打開，穩(wěn)定地控制阻尼器在外界激勵(lì)較大時(shí)的最大輸出阻尼力，有效地保證工程結(jié)構(gòu)的安全；

    (3)研制的調(diào)節(jié)閥式黏滯阻尼器結(jié)構(gòu)簡潔、構(gòu)造合理；其力學(xué)性能符合設(shè)計(jì)的預(yù)期要求，既保持了阻尼器原有的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了其性能缺陷，在實(shí)際工程中具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

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(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)     文徑網(wǎng)絡(luò)：尹維維 編輯  文徑 審核)