新型万向球摆式隔震装置的设计与应用

摘要

针对浮放物体防震保护的迫切需求，研发了一款基于万向球的摆式隔震装置。首先介绍了它的构造特征与运行原理，并以某陈列佛塔为对象进行方案设计，利用有限元软件模拟万向球与圆盘间的接触关系，评估该装置的承载能力；然后通过试验验证了内部阻尼机构力学模型的准确性，采用时程分析法检验了该装置在8度极罕遇地震作用下的隔震效果，并与传统滑动摩擦摆的减震性能进行了对比。结果表明，该隔震装置不仅结构简单、性能可靠，而且具有摩擦系数低，起滑加速度阈值小，阻尼灵活可调的特点。装置中的点面接触具有一定的承载能力，能够满足设计需求。端部设置黏滞阻尼器的阻尼机构表现出明显的速度相关性，阻尼力会随速度的增大而增大。该装置隔震性能良好，在满足位移限值的情况下达到了设定的隔震目标，而且相比于传统型，在位移和加速度响应均需兼顾的情况下，通过合理调整阻尼机构的性能参数，该装置在各地震工况中能够取得更优的综合隔震效果。

关键词

摆式 / 隔震装置 / 万向球 / 阻尼机构 / 浮放物体 / 丝杠

基金资助

国家重点研发计划项目(2019YFC1521000); 故宫博物院科研项目(KT2017-09)