多球碰撞型耗能减震器力学性能分析

高 超，何芝仙

(安徽工程大学 力学重点实验室，安徽 芜湖 241000)

结构的减震控制技术通常是通过隔振耗能装置来“疏导”地震发生时输入的能量，使主体结构本身承受很少的能量，从而保护主体结构免遭破坏。碰撞型耗能减震器由于其构造简单、制作容易、成本低等特点，被广泛应用于结构抗震。目前应用于结构抗震的碰撞型耗能减震器，按减震球个数可分为单球型耗能减震器和多球型耗能减震器。单球型减震器作为线性动力吸振器，在窄频带内表现优异，具有良好的效果，典型如台北101大楼的球形调质阻尼器，但减震球体积与重量大，制造安装不便。多球型减震器呈现非线性特征，相较单球减震器而言，它扩展了频带宽度，但在一定程度上失去了有效性。如张俊杰等提出了使用砂箱作为阻尼减震器的研究方案，其性能主要受制于砂的颗粒级配，砂子的级配不好,结果就不理想，且减震性能只能通过实验测试。M.Gharib等提出了一种线性粒子链冲击阻尼器，通过激励主系统使小球与大球多次碰撞耗散大量动能进而达到减震目的，但在特定的外力作用下会产生不利碰撞，进而对结构造成不利影响。S.Ekwaro-Osire等使用摆式冲击实验装置对多球冲击减震器吸收震动特性的研究以及I.Kernytskyy等提出的在矩形空间中安装3个不同冲击质量的DVA的设计方案也存在此类问题。F.Djemal等提出将存储一些小球体的钢外壳附接到初级振动结构的设计思路，由于小球堆叠摆放，随着荷载的增加,“筒壁效应”就越显著，削弱其减震效果。……