庄鹏 作品数:82 被引量:201 H指数:9 供职机构: 北京建筑大学 更多>> 发文基金: 北京市自然科学基金 国家自然科学基金 北京市优秀人才培养资助 更多>> 相关领域: 建筑科学 金属学及工艺 交通运输工程 一般工业技术 更多>>
环形弹簧阻尼器在钢框架结构中的减震性能分析 2021年 利用环形弹簧的缓冲和减震能力,提出一种具有自复位作用的环形弹簧阻尼器(Ring spring damper,RSD),将其用于钢框架结构的被动耗能减震。阐明RSD的构造特征和基本工作原理,建立了其恢复力模型。使用C++计算机语言在开源有限元程序OpenSees中,开发了RSD材料模型,将其赋予OpenSees中的单元可实现RSD的高效数值模拟。利用已有的试验结果验证了该建模方法的合理性和正确性。进而,将RSD应用于某钢框架结构的减震研究,基于OpenSees建立了该RSD减震钢框架数值模型,开展了抗震弹塑性时程计算。计算结果表明,设置RSD后,减震结构的位移响应较原始结构有明显降低,RSD减震系统表现出良好的地震防护效果。 庄鹏 庄鹏关键词:减震控制 钢框架 基于负刚度碟簧装置的竖向隔震支座力学性能研究 2024年 在竖向隔震中,为同时满足高静态刚度和低动态刚度的需求,提出一种基于预压碟簧的负刚度装置(disc spring negative stiffness device,DSNSD),利用其与已有的预压弹簧装置(prepressed spring device,PSD)集成为拥有高静低动刚度的竖向隔震支座(PSD-DSNSD隔震支座)。首先对DSNSD的构造与工作原理进行详述,建立相应的力学模型,再通过Python进行数值模拟,考察上述碟簧装置的力学性能,最后利用Abaqus建立PSD-DSNSD竖向隔震支座的有限元模型进行模拟。结果表明:加入DSNSD后竖向隔震支座的隔震刚度显著降低,验证了将DSNSD用于竖向隔震增效的可行性。说明DSNSD在启动后可提供负刚度,从而有效减小整体装置的竖向刚度。 庄鹏 庄鹏关键词:竖向隔震 力学性能 超弹性形状记忆合金螺旋弹簧恢复力的数值模拟 被引量:5 2016年 形状记忆合金(SMAs)在土木工程被动控制领域的研究近年来得到了极大的关注。研究人员已经提出了多种含有SMA丝的隔震器和阻尼器,大尺寸SMA超弹性螺旋弹簧是一种可输出较大位移的阻尼器。由于以往在结构防震减灾领域有关SMA螺旋弹簧力学性能的研究较少,因此在Liang和Rogers提出的SMA应力-应变本构模型的基础上,针对SMA螺旋弹簧恢复力特性建立了一种便于工程应用的新型宏观模型,并利用MATLAB程序进行了数值模拟以验证所提出模型的适用性和正确性。研究结果表明:SMA螺旋弹簧具有较好的复位和耗能能力;同时,根据该宏观模型得到的数值模拟结果与其他学者的试验研究结果吻合较好。总的来看,数值模拟方法可较准确描述超弹性弹簧的力学行为,且方便在现有常规结构软件中实现。 庄鹏 薛素铎 韩淼 刘雨冬关键词:超弹性 恢复力模型 数值模拟 SMA弹簧-摩擦支座力学性能的有限元分析 利用形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)的超弹性性能,将平面滑移支座与SMA螺旋弹簧复合提出了SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB).为了考... 刘雨冬 庄鹏 薛素铎 韩淼关键词:建筑结构 隔振效果 力学性能 有限元分析 文献传递 新型多功能复摩擦摆隔震支座的滞回特性试验研究 被引量:1 2020年 基于性能试验,研究了一种新型多功能复摩擦支座(multifunctional double friction pendulum bearing,MDFPB)的滞回特性。首先,研制了用于MDFPB的NiTi记忆合金(NiTi shape memory alloy)拉索。在此基础上,设计并制作了MDFPB试件,对其进行了拟静力试验研究,分别考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对MDFPB的恢复力-位移滞回曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。研究结果表明:MDFPB的耗能能力优良,且具有明显的自适应能力;此新型球面滑动隔震支座在各种试验条件下展现出颇为类似的非线性恢复力曲线和稳定的力学性能。 庄鹏 庄鹏 韩淼关键词:滞回性能 拟静力试验 形状记忆合金-摩擦复合型阻尼器 本实用新型为一种形状记忆合金-摩擦复合阻尼器,属抗震、减震领域,克服现有阻尼器耗能能力不足,自复位能力差等缺陷。它包括有连杆(3)、摩擦垫片(9),其特征在于:四根连杆(3)围成一个矩形变形机构,矩形变形机构每个角部连杆... 薛素铎 王利 庄鹏 石光磊文献传递 利用负刚度磁流变阻尼器的单层球面网壳三维隔震研究 2024年 网壳结构三维隔震是备受关注的研究热点之一。已有的研究聚焦于被动型三维隔震装置,其在竖向的性能参数无法实时调控。为解决这一问题,将负刚度磁流变阻尼器(magnetorheological negative stiffness dampers,MRNSDs)与预压弹簧装置(prepressed spring devices,PSDs)并联,形成一种可调节阻尼力的竖向隔震装置(MRDNSD-PSD)。面向延长受控结构竖向自振周期的目标,建立了MRNSD的控制策略及其实施方法,利用其模拟了该控制装置的滞回响应。以某周边支承单层球面网壳作为研究对象,将含有MRNSD-PSD的半主动三维隔震系统、两种不同的被动三维隔震系统分别用于提升该结构的抗震性能。通过数模模拟,对上述受控和无控结构进行了地震响应分析。数值结果表明,三种隔震系统均可有效降低结构地震响应,但半主动隔震系统较被动型隔震系统能够提供更优的竖向加速度和竖向位移控制效果。 庄鹏 庄鹏 张国伟关键词:三维隔震 半主动控制 SMA-橡胶支座双层柱面网壳模型地震模拟振动台试验研究 本文作者将形状记忆合金(SMA)索与普通橡胶支座复合,提出了一种新型 SMA-橡胶支座。通过伪动力试验进行了该新型支座的性能测试,并将其应用于双层柱面网壳模型的地震模拟振动台试验研究。研究结果表明,新型 SMA- 橡胶支... 庄鹏 薛素铎关键词:SMA-橡胶支座 双层柱面网壳 振动台 振动控制 文献传递 北京西直门多层地下交通枢纽的多灾种安全评价 西直门地下多层交通枢纽是北京市主要的地下交通转换中心之一,其多灾种安全水平是首都公共安全体系中重要的组成部分。针对这一枢纽的公共安全,建立了其火灾、炸弹和生化恐怖袭击、水灾、地震灾害等四种主要灾害的安全评价指标体系并确定... 庄鹏 刘松涛 胡又咏 赵东拂关键词:多灾种 安全评估 文献传递 多维控制SMA-复摩擦摆隔震系统 本发明涉及一种多维控制SMA‑复摩擦摆隔震系统,包括顶板、底板和滑块,所述顶板具有上滑动面,所述底板具有下滑动面,所述底板上设置拉索支撑,所述顶板、所述底板、所述拉索支撑三者之间设置形状记忆合金拉索,所述滑块布置在顶板和... 庄鹏 徐蒙文献传递