由式(11)、式(14)、式(16)，可得調節(jié)閥開啟后阻尼器的輸出阻尼力為：

    將式(17)進行變換后，得到：

    根據(jù)阻尼器調節(jié)閥的設計參數(shù)，有λ>>A，所以得到

    式中：C′為阻尼器調節(jié)閥開啟后的名義阻尼系數(shù)。

    則式(18)可簡化為：

F = C′V + Fk                      (21)  

    綜合前述推導，可以得到該型阻尼器在調節(jié)閥開啟前后的阻尼力簡化計算公式為：

3、調節(jié)閥式黏滯阻尼器力學性能試驗

    阻尼器的力學性能試驗采用位移控制，通過對所采集的數(shù)據(jù)進行分析，揭示阻尼器阻尼力與活塞運動速度等各參數(shù)之間的關系。試驗用阻尼器設定當其輸出阻尼力達到430kN時，閥心開啟(即Fk=430kN)，利用閥的溢流作用來調節(jié)活塞兩端的壓差。

    通過試驗，得到阻尼器的阻尼力位移滯回曲線(其部分結果如圖2所示)。由試驗結果可知，當阻尼器所受激勵較小時，輸出阻尼力小于430kN，滯回曲線呈光滑橢圓形狀；隨著外界激勵加大，阻尼器輸出阻尼力達到430kN后，調節(jié)閥參與工作，阻尼器最大輸出阻尼力的增幅△F被控制在較小的范圍內。

(a)f=0 25Hz，u0=5mm～35mm 

(b)f=0 50Hz，u0=25mm～20mm

(C)f-= 00Hz．u0=25ram～8mm

d)f=150Hz，u0 =4mm～7mm

圖2調節(jié)閥式黏滯陰尼器部分試驗結果

       通過對試驗數(shù)據(jù)的換算，得到阻尼器的阻尼力一速度關系曲線(參見圖3)。從圖3中可以看到，調節(jié)閥開啟前，最大輸出阻尼力Fmax隨激勵速度的增加迅速增長；當缸筒內高壓腔介質壓強達到開啟壓強，調節(jié)閥參與工作后，雖然外界激勵不斷加大，但是Fmax增幅較小，且總體保持穩(wěn)定。根據(jù)試驗可知，在激勵速度由30mm／s增加到60mm／s這一階段，Fmax增幅約為60kN，遠小于調節(jié)閥開啟前阻尼力的增長率。

圖3阻尼器力速度關系曲線

4、阻尼器性能仿真分析

    根據(jù)阻尼器在調節(jié)閥開啟前后的阻尼力簡化計算公式(式22)，對阻尼器的阻尼力一位移關系進行仿真分析，并與對應工況的試驗結果相對比(參見圖4)。由圖4可以看出，該力學模型能夠體現(xiàn)阻尼器在調節(jié)閥開啟前后力學性能的變化，而且最大輸出阻尼力以及滯回環(huán)的形狀與試驗結果吻合較好，能比較準確地反映阻尼器的實際受力情況。圖4中出現(xiàn)滯回曲線不完全重疊的部分，主要是因為在該力學模型中，為分析簡便起見，沒有考慮材料彈性變形對阻尼器力學性能的影響。

圖4試驗與仿真結果

    在設計阻尼器時，可以根據(jù)實際工程的需要，選擇適當?shù)淖枘嵯禂?shù)C，在小震情況下迅速獲得較大的阻尼力；根據(jù)工程需要，選擇適當?shù)?/span>Fk可在大震情況下有效控制Fmax的增長幅度，避免因激勵速度的加大而對阻尼器、支撐以及結構的連接節(jié)點產(chǎn)生不利影響。

5、結論

    本文研制了一種新型調節(jié)閥式黏滯阻尼器，通過理論分析和試驗研究，主要得到以下結論：

    (1)基于流體力學和阻尼器構造特點，分析了阻尼器的力學性能，建立了該型阻尼器的力學模型，通過仿真分析與試驗研究可知，該模型比較準確的反映了阻尼器的實際受力特性；

    (2)通過試驗研究可知，該型阻尼器的阻尼力位移滯回曲線形狀光滑飽滿，性能穩(wěn)定，耗能能力強。試驗結果表明，調節(jié)閥能夠準確地在設定值附近打開，穩(wěn)定地控制阻尼器在外界激勵較大時的最大輸出阻尼力，有效地保證工程結構的安全；

    (3)研制的調節(jié)閥式黏滯阻尼器結構簡潔、構造合理；其力學性能符合設計的預期要求，既保持了阻尼器原有的優(yōu)點，又彌補了其性能缺陷，在實際工程中具有較為廣闊的應用前景。

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(本文來源：陜西省土木建筑學會     文徑網(wǎng)絡：尹維維 編輯  文徑 審核)