Stuby of Nonlinear Vibration Characteristics of Rubber Base Isolation System with Hysteresis Characteristics Depending on Frequency and Amplitude of Displacement

滞回特性随位移频率和幅度变化的橡胶底座隔震系统非线性振动特性研究

• 批准号: 04650529
• 负责人: SHIBATA Koichi
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: COLLEGE OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY NIHONUNIVERSITY
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 1993
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650529/
• 关键词: Rubber; Nonlinear Vibration; Hysteresis Characteristics; Spring Constant; Damping Factord; Amplitude of Desplacement; Frequency; 非線型振動

Study of Nonlinear Vibration Characteristics of Rubber Bearing for Base Isolation System with Hysteresis Characteristics Depending on Frequency Amplitude of DisplacementThetest pieces were made of high damping rubber bearing material for this study. TOYORUBBER INDUSTRY co-operated with us to fabricate the test pieces for the experiment Hysteresis characteristics data was obtained to analysis nonlinear vibrational properties of rubber. We experimented with the following two test pieces.a) Surface presssure ; 50 kg/cm^2 lessOuter diameter ; 180phiInterior diameter ; 45phiThickness ; 3.4mmNumber of stratum ; 51Aratio of form S_1 ; 9.9S_2 ; 0.78b) Srface pressure ; 100 kg/cm^2 lessOuter diameter ; 130phiInterior diameter ; 40phiThickness ; 2.82mmNumber of stratum ; 33A ratio of form S_1 ; 7.98S_2 ; 0.97The following three test parameters were experimented with 1) Frequency ; 0.1-2.0 Hz 2) Axial force ; 2.4-9.5ton 3) Amplitude ; 1-30mmThe following results were obtained :1) Wecould determine the vibrational properties of the rubber bearing for a base isolation system (dynamic spring constant K and damping factor C) by changing the hysteresis characteristics of the rubber bearing base isolation system using restoring force model of the power function type. We could also prove the accuracyand correctness of this method.Results concerning nonlinear vibrational properties of rubber in relation o amplitude, as the amplitude increases, C and K slowly decrease.3) As higher frequency's are applied, C decreases and K also decreases, but not as much as C.4) As the axial force increases, C inreases but K decreases. Since the above four items are understood, now we will study the'effects of stronger nonlinear vibration characteristics of rubber bearing for a base isolation system with larger amplitudes applied. A paper is currently being prepared about this study.

具有取决于位移频率幅度的滞后特性的基础隔震系统橡胶支座非线性振动特性的研究本研究的试件由高阻尼橡胶支座材料制成。 TOYORUBBER INDUSTRY与我们合作制作了实验用试件，获得了滞后特性数据，以分析橡胶的非线性振动特性。我们用以下两个试件进行了实验。a) 表面压力；外径小于50 kg/cm^2； 180phi内径； 45phi厚度； 3.4mm层数； 51S_1形式的比率； 9.9S_2； 0.78b) 表面压力；外径小于100 kg/cm^2； 130phi内径； 40phi厚度； 2.82mm层数； 33A形式S_1的比率； 7.98S_2； 0.97以下三个测试参数进行了实验：1）频率； 0.1-2.0 Hz 2) 轴向力； 2.4-9.5吨3）振幅； 1-30mm得到以下结果： 1）利用幂函数型恢复力模型，通过改变橡胶支座底座隔震系统的迟滞特性，可以确定底座隔震系统橡胶支座的振动特性（动态弹簧常数K和阻尼系数C）。我们也可以证明该方法的准确性和正确性。关于橡胶非线性振动特性与振幅关系的结果，随着振幅的增加，C和K缓慢减小。3）当施加更高的频率时，C减小，K也减小，但不如C减小。4）随着轴向力的增大，C增大但K减小。了解了以上四点后，现在我们将研究橡胶支座更强的非线性振动特性对施加较大振幅的基础隔震系统的影响。目前正在准备一篇关于这项研究的论文。

项目成果

K.SHIBATA, K.MISAJI, H.KATO: "Vibration Characteristics of Rubber (Nonlinear Vibration Characteristics Depending on Frequency and Amplitude of Displacement)" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vo1.59, No.564(C). (1993)

K.SHIBATA、K.MISAJI、H.KATO：“橡胶的振动特性（取决于位移频率和振幅的非线性振动特性）”日本机械工程师学会会刊。

柴田耕一 他2名: "免震用積層ゴムの振動特性に関する研究" 日本大学生産工学部 第26回 学術講演会. 37-40 (1993)

Koichi Shibata等2人：“隔震用层压橡胶的振动特性研究”第26届学术会议，日本大学工业工程学院37-40（1993）。

柴田耕一 他3名: "ゴムの減衰に関する研究" 日本機械学会 機械力学・計測制御講演論文集. A. 79-83 (1993)

Koichi Shibata 等 3 人：“橡胶阻尼研究”日本机械工程师学会机械动力学、仪器仪表和控制讲座论文集 A. 79-83 (1993)。

柴田耕一他2名: "ゴムの振動特性に関する研究(振動応答特性)" 日本大学生産工学部第26回学術講演会. 29-32 (1993)

Koichi Shibata等2人：“橡胶振动特性的研究（振动响应特性）”第26届日本大学工业工程学院学术会议29-32（1993）。

柴田耕一他2名: "免震用積層ゴムの振動特性に関する研究" 日本大学生産工学部第26回学術講演会. 37-40 (1993)

Koichi Shibata等2人：“隔震用层压橡胶的振动特性研究”第26届日本大学工业工程学院学术会议37-40（1993）。