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高阻尼橡胶支座的本构模型研究综述*

2016-05-21张菊辉

弹性体 2016年5期
关键词:橡胶材料变形模型

张菊辉,陈 杨

(上海理工大学 环境与建筑学院,上海 200093)

为了减少地震作用对桥梁结构的破坏,许多减、隔震技术兴起,如结构基础隔震技术、叠层橡胶隔震技术等。其中,比较前沿的减隔震装置是高阻尼橡胶支座,它是由普通橡胶用硫化技术将橡胶层和钢垫片结合成一体,并添加炭黑、增塑剂、油等材料。这种支座能显著增加结构阻尼和延长结构周期[1],不仅具有良好的隔震性能,而且能避免发生生态污染[2],已经逐渐成为铅芯橡胶支座的替代产品。

近20年来,研究者针对高阻尼橡胶支座性能进行了大量实验研究,力学性能如单轴受压受剪[3]、水平双轴受力[4]、多轴受力[5]、等效阻尼比和等效水平刚度[6]等;影响力学性能的因素如速度相关性、加载历程等[7-8];物理性能如黏性[9-10]、蠕变[11]等,但在探讨适合高阻尼橡胶支座力学性能的本构模型方面研究较少。在有限元分析中,大多直接采用程序自带的温氏模型来模拟高阻尼橡胶支座的本构关系,但该模型对高阻尼橡胶的特征性研究较少。高阻尼橡胶材料的超弹性力学模型是建立在普通橡胶材料基础上的[12]129,因此,本文从普通橡胶材料出发,对比分析了多种用来描述普通橡胶材料在静载作用下的超弹性本构模型,结合高阻尼橡胶本构理论的推导,综述了目前国内外提出的几种能较好模拟高阻尼橡胶支座力学性能的本构模型,为高阻尼橡胶支座的进一步研究提供理论依据和参考。

1 高阻尼橡胶本构理论的引出


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