NES复合摩擦摆隔震性能有限元仿真分析

"本文主要探讨了具有非线性能量阱(NES)的复合摩擦摆隔震系统在地震中的性能，通过ABAQUS软件进行有限元分析，以三层框架结构为例，利用EL-Centro波、Accel人工波、Taft波等多种地震波进行模拟，分析其在不同地震条件下的动力响应。研究发现，这种复合隔震系统能显著降低结构在地震中的加速度响应，减少层间位移角，增加结构自振周期，有效耗散地震能量，实现隔震效果。" 在地震工程领域，隔震技术是一种重要的减震策略，旨在保护建筑物免受地震破坏。本文的研究重点是具有非线性能量阱的复合摩擦摆隔震系统，NES是一种设计用于捕获和耗散能量的机制，与传统的摩擦摆隔震系统相结合，能够提供更高效的能量耗散能力。 摩擦摆隔震系统由摆动的组件构成，其中包含摩擦界面，当结构受到地震振动时，摆动组件通过摩擦力产生耗能。NES的引入增加了系统的非线性特性，使得在地震过程中，系统能够更有效地捕获并转化地震能量，防止能量回流到结构中，从而减少结构的振动。 在ABAQUS软件的有限元分析中，选取了三种代表性地震波，包括EL-Centro波，这是一种广为人知的历史地震波，Accel人工波和Taft波代表了不同的地震特征。通过这些波形模拟地震作用，计算了结构在不同地震强度和加速度峰值下的响应。对比隔震前后的结构动力反应，结果显示，采用NES的复合摩擦摆隔震系统能够显著降低地震作用下结构的加速度响应，这意味着结构的振动幅度减小，有利于保护内部设施和人员安全。 此外，隔震系统还导致结构产生整体平移，减少了层间位移角，这是衡量建筑物各层相对位移的重要指标。较小的层间位移角意味着结构的稳定性增强，降低了发生结构破坏的风险。同时，隔震系统增加了结构的自振周期，使其远离场地的卓越周期，避免了共振效应，进一步确保了结构的安全。 具有NES的复合摩擦摆隔震系统通过其独特的能量耗散机制，能够在地震中有效地保护建筑物，减少地震对结构的破坏，提高结构的抗震性能。这一研究对于优化隔震设计，提升现有建筑的抗震能力具有重要意义，也为未来隔震技术的发展提供了新的思路。