新型砖石古塔结构SMA复合悬摆减震系统性能分析

摘要

为了增强对砖石古塔的保护，提高悬摆阻尼器(suspension pendulum damper, SPD)的减震性能，通过在SPD中引入形状记忆合金(shape memory alloy, SMA),提出了一种新型SMA复合悬摆减震系统。该系统的主要特点是通过SMA的超弹性，高阻尼特性，放大SPD中摆锤产生的惯性力，从而提高减震系统的整体耗能能力。首先，通过随机等效线性化得到SMA的等效恢复力形式，并类比SPD的单自由度计算模型，推导出SMA复合悬摆减震系统的单自由度计算模型；接着，介绍了减震系统的构造及工作原理；研究了2种控制参数对该减震系统的影响规律；最后，将SPD与新型复合悬摆减震系统应用于砖石古塔，通过ABAQUS分析了结构引入减震系统后，在3种不同地震激励下的振动响应。研究结果表明：在不同地震动作用下，SMA复合悬摆减震系统相比SPD拥有更好的振动控制效果，具有较好的适用性。

关键词

悬摆阻尼器 / 减震控制 / 形状记忆合金 / 单自由度结构 / 地震响应分析