目前研究开发的耗能阻尼弹簧减震器种类与问题、变型设计
目前研究开发的耗能阻尼弹簧减震器种类很多,归纳起来有以下几类:(1)摩擦耗能器;(2)粘(弹)性阻尼器;(3)金属阻尼器;(4)自耗能减震元件。其中许多不同构造型式的装置已在新建工程和建筑抗震加固工程中得到应用,取得了良好效果和经济效益。但目前研究开发的耗能阻尼减震器存在以下问题:(1)耗能机制单一,仅以一种方式耗散能量,如利用摩擦弹塑性或粘弹性滞回耗能的原理来制作各种类型的耗能器,其耗能能力有限,为了获得较高的耗能能力,必须使耗能器的尺寸较大才行;(2)由于地震发生一般伴随着主震、余震或群震的地震序列,而余震往往紧随主震之后不久发生,如1995年1月17日日本阪神地震,地震后发生多次余震且余震震级大,延续时间长,因此要求耗能器具有多道耗能减震防线,而目前已有耗能阻尼器只有一道耗能减震防线,一旦耗能减震器损坏。整个耗能系统将失效;(3)耗能减震结构在地震作用下,加速度值顶部位移和层间变形与传统抗震结构相比将有效减小。但由于地震的随机性,仍会出现实际地震超过预估地震的情况,这就要求耗能阻尼器有较强的耗能储备,或具有随地震强度增大,而提高其承载能力和耗能能力及抑制层间变形能力。
减震器是现在汽车悬架装置上的重要辅助部件,随着社会工业经济的发展,人们对汽车的平顺性、舒适性提出了更高的要求,随之对吊式阻尼弹簧减震器的设计制造也提出了更高的要求。然而,就我国减震器的生产情况而言,减震器结构的设计、制造等仍采用面向单个产品的设计方式,计算校验手段仍为传统的材料力学简化计算或者是经验设计的方法,这种设计方法和检验手段上的落后造成了减震器设计、制造周期长,同种规格产品质量差等问题,不可避免的造成制造成本高,从而造成了减震器生产产品效益低的状况。而面向产品族的设计方法在产品设计初期即尽可能全面考虑预测所有用户需求,或为需求变化留出设计空间,从宏观上把握整个产品族的设计,从而达到增产增效的目的。
本课题在研究分析前人构造产品族结构的基础上,采用相似性设计与模块化设计相结合构造产品族的方法,在单一产品模型基础上,可以快速地对可变阻尼减震器进行变型设计,以满足不同的(客户)功能需求。
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