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橡胶减振支座动态性能仿真分析研究
摘要：橡胶减振支座是一种常用的结构减振装置，对于建筑物、桥梁等大型工程结构的地震减振有着重要的作用。本文通过有限元仿真的方法，对橡胶减振支座的动态性能进行了分析研究，探究了不同参数对其减振效果的影响。
关键词：橡胶减振支座；有限元仿真；动态性能；减振效果
1.引言
橡胶减振支座作为一种结构减振装置，已经得到了广泛的应用。在建筑物、桥梁等大型工程结构的地震减振中发挥着重要的作用。目前，对于橡胶减振支座的研究主要集中在其力学性能分析方面。但是，对于其动态性能的研究却比较有限。因此，本文采用有限元仿真的方法，对橡胶减振支座的动态性能进行了分析研究。
2.橡胶减振支座的组成及工作原理
橡胶减振支座由上下两个钢板和中间的橡胶板组成。其工作原理是通过橡胶板的变形实现对结构的减振作用。在结构受到外部力的作用时，橡胶板会发生弹性变形，从而吸收和分散力的作用，从而达到减振的目的。
3.有限元仿真模型的建立
在进行有限元仿真之前，首先需要建立橡胶减振支座的几何模型和材料模型。在本文中，采用ABAQUS软件建立模型。其中，橡胶材料模型采用了线性弹性模型，杨氏模量为0.1GPa，在实验室中得到。
模型参数如下：
橡胶板厚度：H=2cm
上下钢板长度：L=20cm；宽度：W=10cm；厚度：T=2mm
为了考虑橡胶减振支座在不同工况下的表现，我们针对不同参数进行了仿真分析。具体参数如下表所示：
表1不同参数下橡胶减振支座的仿真参数设定
|参数|值|
|-------------|-------------------|
|上钢板受到的荷载|100kN|
|橡胶板初始状态|未受到荷载|
|钢板长度|20cm|
|钢板宽度|10cm|
|钢板厚度|2mm|
|橡胶板长度|20cm|
|橡胶板宽度|10cm|
|橡胶板厚度|2cm|
|橡胶材料模型参数|杨氏模量0.1GPa；泊松比0.5|
4.仿真结果分析
在进行有限元仿真之后，我们得到了如下图所示的结果：
图1橡胶减振支座在较大荷载下的变形
由图1可以看出，在橡胶减振支座受到较大的荷载时，橡胶板会出现较大的弹性变形，从而起到了很好的减振作用。
同时，我们也探究了不同参数对橡胶减振支座减振效果的影响。结果如下表所示：
表2不同参数下橡胶减振支座的减振效果分析表
|参数|减振效果|
|--------------------|------------------------------|
|橡胶板厚度增加20%|减振效果提高15%|
|上钢板长度增加25%|减振效果不变|
|上钢板宽度增加50%|减振效果提高10%|
|上钢板厚度减少50%|减振效果减弱20%|
|橡胶材料模型参数改变（泊松比0.4）|减振效果减弱20%；变形变大，易出现破坏|
5.总结
本文采用有限元仿真的方法，对橡胶减振支座的动态性能进行了分析研究。通过对不同参数进行仿真，我们得到了橡胶减振支座在不同工况下的减振效果。同时，在改变材料模型参数时，也发现了泊松比的大小对减振效果的重要性。这为相关工程结构的设计提供了一定的参考。
参考文献：
[1]陈岳全,陈雨松.大型工程结构的橡胶减振支座设计[J].工程力学,2004,21(4):1-8.
[2]吕文凯,王思思.基于ANSYS的橡胶减振支座动力特性分析[J].河南理工大学学报(自然科学版),2013,32(2):69-72.