《表4 各工况下双剪型摩擦耗能装置滑动摩擦力的模拟值、理论值与试验值比较1)》

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《零初始索力自复位耗能器的工作性能分析》

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注:1) 滑动摩擦力试验值、滑动摩擦力模拟值和滑动摩擦力理论值均为均值。

耗能装置在4种工况下的滑动摩擦力如图11所示，工况1，2和4下数值模拟数据和试验数据与理论数据波动一致。由文献[14]实验可知，钢-铜界面摩擦因子主要受铜摩擦板厚度与钢-铜界面咬合机制的影响。在初期，铜摩擦板厚度起主要作用，随着内外板的相互运动铜摩擦板会逐渐磨薄，摩擦因子逐渐减小；在后期，钢-铜截面咬合机制起主要作用，摩擦因子增大。因摩擦耗能装置有限元模型在模拟材质咬合机制性能方面稍强于模拟摩擦损耗，工况3下数值模拟数据和理论数据比试验数据略大，但由表4可以看出，4种工况下滑动摩擦力的模拟值、理论值与试验值之间的误差的最大值仅为14.72%。位移幅值加载过程中H型滑动主板与摩擦外板之间的接触，不但存在滑动摩擦力，而且存在摩擦外板传递给H型滑动主板的法向压力。H型滑动主板在法向压力作用下，不断压缩并逐渐稳定，因此4种工况下耗能装置滑动摩擦力的数值模拟值为非恒定值。4种工况下摩擦耗能装置滞回曲线如图12所示:数值模拟曲线与理论分析曲线基本吻合；滞回曲线呈规则矩形，具有典型的库伦定律特征。随着摩擦外板螺栓处预紧力的增加，耗能装置滑动摩擦力增大，因此，可通过调节螺栓预紧力控制耗能装置的滑动摩擦力大小。