齿轮传动环向铅剪切阻尼器的试验研究与数值模拟

石路炜， 彭凌云, 苏经宇， 尹祎文， 康迎杰

(1.北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点试验室，北京 100124;2.清华大学 土木水利学院，北京 100084)

金属阻尼器具有机理明确、构造简单、耗能稳定及造价低廉等特点，且具备低屈服点和屈服后有良好滞回能力的优点，越来越受到国内外学者的重视[1]。其构造和形式也较丰富，其中软钢和铅常被作为金属阻尼器的耗能材料。

软钢阻尼器是利用低碳钢优良的塑性变形性能，在进入塑性后表现出优异的延性和滞回特性，有较好的变形跟踪能力，取材方便易于加工，且环境条件对其力学性能没有明显的影响[2]。常见的软钢阻尼器主要包括加劲阻尼器、圆环阻尼器、剪切钢板阻尼器等。虽然软钢阻尼器有诸多优势，但是其疲劳寿命较短，多次加载后易产生疲劳损伤，需要进行维护或更换，且大变形能力不足，从而这些缺点限制了金属阻尼器的应用与发展[3]。

和软钢相比，铅的塑性变形能力更为突出，具有较高的柔性和延展性，常温下能够回复和再结晶，大变形不会断裂等特点[4-5]。这一材料特性也决定了铅阻尼器的突出优点：具有良好的稳定性和耐久性、优异的大行程能力以及较高的疲劳寿命等，因而得到工程界的广泛认可。目前较为常见的铅阻尼器主要有铅挤压阻尼器、铅剪切阻尼器、圆柱形铅阻尼器等，其中铅剪切阻尼器因机理明确，性能稳定，得到了更广泛的研究[6-12]，并在实际工程中得到普遍应用，取得良好的减震效果[13-14]。……