本文在对形状记忆合金(SMA)的力学性能研究的基础上,设计和制造出一种性能良好的SMA阻尼器,介绍了其工作原理及有关试验结果,将该阻尼器安装在斜拉桥模型上,进行了斜拉桥模型振动试验.试验结果表明该阻尼器的耗能效果明显,在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景.

分析了形状记忆合金(SMA)超弹性阻尼减振技术的机理,介绍了国外对于形状记忆合金超弹性阻尼的研究成果.通过试验研究了温度、加载频率、循环次数及预变形等因素对国产NiTi合金丝的超弹性阻尼的影响.研究结果表明: ①形状记忆合金的超弹性温度区间在50?℃左右,阻尼性能对温度的敏感性较小;②加载频率对形状记忆合金的超弹性阻尼有一定影响,但在工程结构常用的频率范围内基本保持稳定;③循环次数在一定程度上影响形状记忆合金的超弹性行为,但在数个循环周期以后,基本趋于稳定;④通过施加预应变,形状记忆合金的超弹性阻尼性能大为改善.因此利用SMA的超弹性阻尼特性可以研制出性能良好的耗能减振装置,有效地改善和提高土木工程结构的性能.

首先讨论了一种NiTi形状记忆合金(SMA)丝超弹性耗能原理,然后分析了SMA丝耗能能力与预应变之间的关系.本文还设计了一种用于框架结构振动控制的SMA超弹性阻尼器,并将该种阻尼器安装在2层框架结构模型上,进行了框架结构振动控制实验,实验结果表明该种阻尼器的耗能效果明显,可以显著提高框架结构的振动衰减速率.同时,在地震波强迫振动条件下,对该框架结构进行了动力响应有限元法模拟,计算结果显示安装了SMA阻尼器后,框架的振动响应幅度大幅降低,振动衰减速度大幅提高.

以遭受2007年9月韦帕台风袭击的润扬长江大桥南汉悬索桥为例，利用该桥结构健康监测系统（SHMS）中加速度传感器实时采集的数据，结合台风期间专门增设的三维超声风速仪实测数据，采用时频分析和统计方法对大跨悬索桥的风特性及抖振响应进行了现场实测研究，主要研究内容包括桥址区的强风特性分析、主梁和缆索振动响应特性分析、振动与风速的相关性、斜风分解的影响等，并将其与台风麦莎期间的实测结果进行了对比分析。研究结果可用于验证现有抖振理论分析方法的可靠性，为大跨度悬索桥的抗风设计提供参考。