一种X构型的负刚度NES抗震性能研究

作     者：杨海旭 刘可宁 张茂花 王海飙 YANG Haixu;LIU Kening;ZHANG Maohua;WANG Haibiao

作者机构：东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 

出 版 物：《东南大学学报(自然科学版)》 (Journal of Southeast University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2025年第55卷第1期

页      面：171-182页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51878130) 

主　　题：结构被动控制 非线性能量阱 负刚度 拟静力试验 抗震性能 

摘      要：为拓宽非线性能量阱(NES)的控制频率范围,提出一种引入负刚度的NES,由附加质量通过X型环绕弹簧产生非线性恢复力,增加准零刚度特性,同时调整控制动力参数,降低系统固有频率,能够有效提高NES的非线性和鲁棒性。采用拟静力试验方法,对所提出的负刚度NES模型进行低周往复加载,同时采用ABAQUS有限元软件完成负刚度NES的数值模拟,系统分析弹簧运动行程长宽比、预压缩量和刚度3种参数对负刚度NES抗震性能的影响。研究结果表明:这种X构型负刚度NES比常规NES表现出更宽的频率范围;调整弹簧刚度、长宽比和弹簧预压缩量都能拓宽NES的负刚度和频率变化范围,提高NES的耗能能力和抗震性能,有助于推广非线性结构控制技术在工程中的应用。