橡膠隔震技術
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-29
橡膠隔震技術的視頻教程
基于結構/疲勞/優化的協同仿真技術在線研討會-橡膠襯套實例
基于結構/疲勞/優化的協同仿真技術在線研討會-橡膠襯套實例 適用人群：適合所有智能制造行業CAE從業人員。本次講座以汽車行業的協同仿真為案例，其中涉及的基于結構/疲勞/優化的協同仿真技術適用于多個行業，希望能為智能制造行業項目提供參考與幫助 課程內容： DS SIMULIA橡膠襯套協同仿真解決方案 橡膠襯套是一種具有良好彈性的工程材料，能承受大應變而不會發生永久性的變形和斷裂。
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橡膠隔震技術的實例教程
Keywords: large-span spatial structure; rubber bearing; initial rotation; horizontal stiffness; experimental study
近些年來，隨著隔震技術的發展，隔震建筑不斷涌現，且在歷次大地震的考驗中展現出了優秀的抗震性能。隔震技術被認為是最有效的抗震手段之一[1]。其中，采用橡膠隔震支座進行隔震是一種比較常用且成熟的方法。在一些使用橡膠隔震支座的大跨空間結構中，其支座常常存在轉動問題[2-3]，這必然會對支座的力學性能產生影響，進而影響其隔震效果。因此，本文對有初始轉角的橡膠隔震支座的水平力學性能進行研究，為橡膠隔震支座在大跨空間結構中的應用和設計提供參考。
水平力學性能是橡膠隔震支座最重要的力學性能指標之一。HARINGX[4]首次將支座假定為一個均勻和各向同性的柱體，提出了在水平力與豎向壓力共同作用下疊層橡膠支座的水平剛度理論計算公式。在中等剪應變下，HARINGX的理論計算結果與試驗結果吻合較好[5]。KOH等[6]提出了在大豎向壓力和大剪應變下的橡膠支座力學模型。針對HARINGX理論的不足，CHANG[7]提出采用剛度矩陣法，DING等[8]提出了轉換矩陣法，通過研究一個具有上下鋼板約束的單層橡膠墊來分析疊層橡膠隔震支座的力學性能。HE等[9]根據HARINGX理論研究了橡膠支座的回轉剛度，并提出支座端部的轉角會對支座的水平剛度產生較大影響。RAVARI等[10]根據HARINGX理論，對有初始轉角的疊層橡膠支座進行了分析，并提出了簡化計算模型。
目前，相關學者針對有初始轉角的疊層橡膠支座的研究多為理論研究，且大部分均基于HARINGX理論，不能反映橡膠材料本身的變化對支座水平剛度的影響，相關的試驗研究也還很少。
展開 橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復位能力、良好的變形能力等特性進而在隔震建筑中廣泛使用。鉛芯橡膠隔震支座是在天然橡膠隔震支座中心或非中心部增加鉛芯一個或多個制作而成的具有良好耗能能力的隔震支座。剖面圖如圖所示。
為了更真實準確地反應荷載作用下支座內部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺對鉛芯橡膠隔震支座進行精細化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示：
（2）材料本構橡膠采用超彈性模(Arruda-Boyce模型)，鋼材采用雙折線線模型，鉛芯采用理想彈塑性模型。封板、鋼板和連接板的彈性模量E=200GPa，泊松比取0.3。鉛芯彈性模量E=18GPa，泊松比取0.42。下圖為橡膠的本構選取示意圖。
（3）分析步設置：均采用靜力通用，其中Step1為面壓荷載，Step2為水平荷載加載。
（4）邊界條件及荷載：
支座下連接板固結、橡膠與鋼板和上下封板均采用Tie連接方式，
上連接板施加支座面壓和位移
。
（5）單元類型
由于橡膠為粘彈性材料，支座內部橡膠與鋼板建議開啟混合變形選項；選擇縮減積分可加快計算速度。
（6）本構正確性驗證：選取支座上表面中心點繪制荷載-位移圖如下圖所示。
如圖所示，滯回曲線呈明顯“旗幟”形。
（7）應力云圖和模擬動畫。
由于作者水平和時間有限，建模分析過程可能存在疏忽或有誤的地方還請批評指正！
文章來源：廣東省院結構安全顧問
展開 <p class="ql-align-center"><strong>【各省份】疊層橡膠隔震支座檢驗規則</strong></p><p>------------------------------------------------------------------------</p><p>疊層橡膠隔震支座檢驗主要分為型式檢驗、出廠檢驗和見證檢驗（第三方檢驗），以下分析均以該分類為標準進行總結。注意在隔標GB/T 51408-2021、GB/T 20688.3-2006中將其分為型式檢驗和出廠檢驗，此處出廠檢驗即為其他規范的 見證檢驗。</p><p><strong>對各省份疊層橡膠隔震支座檢驗規則總結如下：</strong></p><p><strong>1. 型式檢驗有效期多少年？</strong></p><p><strong> GB/T 51408-2021指出檢驗報告有效期不得超過6年，JG/T 118-2018及部分規范指出“正常生產時，每4年應檢驗一次”。</strong></p><p><strong> </strong></p><p><strong>2. 見證檢驗是否需要根據建筑設防類別抽檢不同總數的產品？</strong></p><p><strong> GB/T51408-2</strong> <strong> 021、 GB/T 20688.3-2006、山西標準、深圳標準、西藏標準、新疆標準需要按照設防類別確定抽檢數量：特殊設防類（特別重要的建筑）、重點設防類（重要建筑），每種規格產品抽樣數量應為100%；標準設防類（一般建筑）產品抽樣數量不應少于總數的50%，有不合格的試件時，應100%檢測。</strong></p><p><br></p><p><strong>3. 見證檢驗每種規格型號需要抽取多少數量的產品？
展開 *************************注意事項******************************
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*************************插件功能******************************
1、實現橡膠支座和鉛芯橡膠支座快速建模（橡膠支座建立輸入鉛芯直徑為0即可）
2、實現橡膠支座和鉛芯橡膠支座內部約束一鍵建立
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********************插件安裝及使用*******************************
1、電腦路徑下輸入 %homepath%\abaqus_plugins并回車
2、將LRB_builder_Circle文件夾解壓至當前目錄下
3、打開abaqus，菜單欄中點擊plug-ins，里面找出LRB_bulider_Circle并點擊
4、輸入支座對應參數
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展開 寫在前文
盡管減隔震技術與有限元結合取得了眾多成果，但仍面臨諸多挑戰，如材料非線性、模型不確定性等等。減隔震設計除了常規的宏觀結構設計采用SAP2000、Etabs、Midas、SSG、Paco-SAP 或 YJK\PKPM等。
【JY】各類有限元軟件計算功能賞析與探討
我們需要更清楚減隔震元件的破壞模式，對減隔震元件進行破壞分析，除了對減隔震元件在正常工況下的性能進行評估，有限元技術還可以用于研究元件在極端條件下的破壞行為。這有助于了解元件的破壞機理，并為設計提供更全面的數據支撐。
并且在多物理場耦合分析也需要運用在實際應用中，因為減隔震元件可能會面臨復雜的物理環境，如溫度變化、流體流動等。有限元技術可以考慮這些多物理場耦合效應，從而更準確地預測元件在實際工況下的性能。
黏滯阻尼器的固流耦合分析：
對于ABAQUS的單元介紹已經做了詳盡，個人感覺固體力學上ABAQUS還是上手比較方便，而多場耦合、快速建模預估Workbench會方便一些，因人而異：
【JY】有限單元分析的常見問題及單元選擇
ANSYS Workbench就像一個科技界的“瑞士軍刀”，集合了各種強大的單元技術，為減隔震元件提供全面且準確的分析支持。近期對于ANSYS Workbench進行了學習，本文將對ANSYS Workbench 各類單元技術做一個筆記總結，便于為減隔震元件分析提供理論基礎。（畢竟Workbench大部分時候會自動匹配相應所需技術）
B-bar方法完全積分
Workbench中的B-bar方法是一種常用于處理低階單元完全積分的技術，也被稱為選擇性減積分策略。它是針對有限元分析（FEA）中的一種改進方法，旨在提高計算效率和準確性。
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在橡膠類超彈性材料的力學特性表征中，等雙軸拉伸測試是構建精確本構模型的核心試驗之一。
長期以來，傳統周向夾持（傳統16爪式）裝置被廣泛使用，但其技術局限也逐漸在工程實踐中顯現。本文將從專業角度，對比新興的充氣式等雙軸拉伸技術，并重點探討測試應變范圍的提升如何直接影響結構仿真的可靠性。
傳統周向夾持式的技術瓶頸
與仿真數據缺口
<p class="ql-align-center"><strong>【各省份】疊層橡膠隔震支座檢驗規則</strong></p><p>------------------------------------------------------------------------</p><p>疊層橡膠隔震支座檢驗主要分為型式檢驗、出廠檢驗和見證檢驗（第三方檢驗），以下分析均以該分類為標準進行總結。注意在隔標
寫在前文
盡管減隔震技術與有限元結合取得了眾多成果，但仍面臨諸多挑戰，如材料非線性、模型不確定性等等。減隔震設計除了常規的宏觀結構設計采用SAP2000、Etabs、Midas、SSG、Paco-SAP 或 YJK\PKPM等。
【JY】各類有限元軟件計算功能賞析與探討
我們需要更清楚減隔震元件的破壞模式，對減隔震元件進行破壞分析，除了對減隔震元件在正常工況下的性能進行評估
摘 要：基于ABAQUS-Python提出了一種橡膠-金屬襯套快速仿真技術。該技術將典型橡膠-金屬襯套結構參數化，并通過開發的獨立圖形用戶界面和ABAQUS腳本程序，實現自動前處理、仿真計算和后處理；讀取仿真結果文件中力、扭矩、位移和角度值，采用最小二乘法計算出多向靜剛度值，導出應力、應變等云圖；對比仿真與實測結果，誤差在10%以內，滿足工程化應用要求。此外，該方法進行一次仿真分析約需8～15
結構組成：
主要由缸體、端蓋、活塞、阻尼介質和連接體及左右兩側的連接耳板所組成。
工作原理：
活塞將缸體一分為二，活塞在缸體內往復運動過程中，阻尼介質在兩個分隔腔體內迅速流動，介質的分子間，介質與活塞產生劇烈的摩擦，介質在通過活塞孔時產生巨大的節流阻尼，這些作用的合力成為阻尼力。流動中產生的阻尼力，將地震動能，通過活塞在阻尼介質中的往復運動轉化為熱量耗散掉，使活塞運動速度逐漸降低
橡膠襯套是一種具有良好彈性的工程材料，能承受大應變而不會發生永久性的變形和斷裂。汽車行業中，橡膠材料被廣泛應用在各種減震降噪裝置中。在橡膠產品開發中，耐久性能是重點關注的性能，因為橡膠襯套疲勞失效，會大大影響整車的操穩性能和舒適性能，甚至影響正常的安全性能，從而導致事故發生。
徐忠根，管興坡，張杰，鄧長根，陳榮毅
摘要：在采用橡膠隔震支座的大跨空間結構中，其支座的上下表面常常存在相對轉角，針對這一問題，從兩個方向對上下表面有相對轉角的橡膠隔震支座的水平力學性能進行了研究
橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復位能力、良好的變形能力等特性進而在隔震建筑中廣泛使用。鉛芯橡膠隔震支座是在天然橡膠隔震支座中心或非中心部增加鉛芯一個或多個制作而成的具有良好耗能能力的隔震支座。剖面圖如圖所示。
為了更真實準確地反應荷載作用下支座內部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺對鉛芯橡膠隔震支座進行精細化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示
同期，周福霖院士等對橡膠支座隔震技術在國內的應用進行了探索，特別是在工程應用和標準編制方面，對于推動我國隔震技術應用起了較大的積極作用，并指導建成國內第一家專業的橡膠隔震支座生產廠家（汕頭和泰隔震器材有限公司）。1995~1997年，作了橡膠支座隔震框架的振動臺試驗和大量的常用的橡膠隔震支座的性能試驗研究。1997年，
周福霖院士編著出版了《工程結構減震控制》一書
。
隔震技術常用的是橡膠隔震支座，橡膠墊隔震裝置由鋼板和橡膠交替疊合而成。橡膠隔震墊技術發展已比較成熟，隔震裝置豎向承載力大，具有穩定的彈性復位功能，且隔震周期長、阻尼比大。
