双阶铅黏弹性阻尼器的工作机理及力学性能分析

摘要

针对传统铅黏弹性阻尼器单一承载力的局限性，本文提出一种新型双阶铅黏弹性阻尼器(two-level lead viscoelastic damper, TLVD),该阻尼器通过在1阶与2阶外板之间设置间隙，形成双阶耗能工作机制。为验证TLVD工作机理的可行性，本文推导了TLVD承载力计算公式，建立其ABAQUS有限元模型并分析了滞回性能、能量耗散能力和应力分布等力学性能参数。研究结果表明，在小位移下TLVD仅依靠1阶耗能单元耗能，在较大位移下激活2阶耗能单元进而实现双阶耗能；在最大加载位移下，TLVD承载力模拟值与计算值误差为1.1%,证明TLVD有限元模型与计算理论合理可信；TLVD滞回曲线与能量耗散图呈现出明显的双阶段工作特性，且承载力和耗能能力显著提高，能够有效应对不同激励和响应；铅芯和复合黏弹性层的协同工作机制保证了TLVD的高效耗能能力，进一步增强其结构安全性和耐久性；TLVD的双阶工作特性，可满足结构减震设计中的多重设防目标要求。

关键词

铅黏弹性阻尼器 / 双阶耗能 / 力学性能 / 工作机理 / 有限元模拟