新型导向装置主要应用了永磁摩擦阻尼器和粘滞阻尼器两种原理:      1、永磁摩擦耗能装置[[35]采用永磁铁作为摩擦材料，在使用过程中无需外界能源的输入。通过改变永磁铁与“衔铁”之间有效磁极的面积，随时改变永磁铁与衔铁之间的吸力，从IfIJ实现摩擦力随滑动位移的增大Ifu增大，随滑动位移的减小Ifu减小。永磁摩擦耗能装置基本原理:       钱铁硼永磁合金在制作过程中储存了能量。由磁学原理知，永磁铁之间的吸引力为
                                                       N=4BzS x 104(2一1)
       其中，B为磁感应强度，单位为高斯C 1 G=10-4T ) ,   S为有效磁极面积，单位为mama
       当永磁铁选定后，磁感应强度B为一定值，通过改变有效磁极的面积S可以实现正压力N的改变，这样就可以得到可变的摩擦控制力为:F}=,uN
(2一2)
       其中，刀为摩擦系数。合理的装置设计可以实现当永磁耗能装置相互滑动时，通过位移的改变，S随着改变，从Ifu达到摩擦控制力随位移Ifu变化智能型磁摩擦耗能装置。
       当磁摩擦阻尼器在滑动过程中磁铁接触面积不发生变化，力与位移之间的关系可用刚塑性模型来近似表示，或者用双线性模型表示，如图2-8所不。
       低周反复加载试验表明，摩擦耗能装置的滞回曲线形状近似“矩形”，具有较好的库仑特性，目_基本不受荷载的大小、频率、循环次数等的影响，故可采用图2-8 Ca)所示的刚塑性恢复力模型。

       永磁摩擦耗能装置是通过实时改变原结构的动力特性来达到减振目的的。它增大了原结构的刚度，并目_附加刚度是时变的。随着结构控制层层间位移的变化，永磁装置相互接触的有效磁面积随之相应变化(增大或减少)，摩擦力随之改变，附加刚度也相应调整，从}fu减轻原结构的地震反应。
       2、粘滞阻尼器在军事和空间结构中用十减轻冲击或振动，在导弹发射架中用十减轻风振反应，近来在结构抗震领域也开始应用这种阻尼器。粘滞阻尼器有两种类型，一种是粘滞油缸，另外一种是粘滞墙体。粘滞油缸一般由缸体、活塞和粘滞液体组成，活塞在缸筒内可作往复运动，活塞上有个小孔，当活塞与油缸间产生相对运动时，液体从活塞上的小孔通过，从Ifu产生粘滞阻尼，从Ifu耗散能量。粘滞油缸中的液体一般为硅油或其他粘性流体。当活塞运动的频率范围很广时，整个粘滞阻尼器就呈现出粘弹性流体的特征。Makris在1991年又提出了一个更为普遍的Maxwell模型来对此进行刻画模型中的参数可以通过试验得到。在活塞运动的频率较小(低十4Hz时，上述模型可简化成:F=氏X(2一3)式中X是活塞的位移;F是粘滞阻尼器提供的阻尼力;Co是粘滞阻尼系数，它与活塞运动的频率无关。Constantinou等人进行了建筑和桥梁中安装粘滞油缸的试验和分析工作，研究表明粘滞油缸表现出阻尼特性，能非常有小的降低地震反应，并目_对温度的变化不敏感。
       图2-9为粘滞阻尼器阻尼力一速度关系曲线。当“=1时称线性粘滞阻尼，是计算分析的基础。aGl时称非线性阻尼，速度较小时阻尼器就具有足够大的阻尼力，b.随着速度增大}fu迅速增大;}fU当速度足够大时，}沮尼力就随速度增大}fU增加很小。a >1时称为锁阻尼，情况与“}1时相反，速度较小时阻尼力很小，b.增加缓慢;}fU当速度较大时，阻尼力增加很快。来禹乡黔“日口署豪的理冷乡黔同两烤加国)一}n所采_
2.2.3新型导向装置工作原理及其特性
一、新型导向装置的工作原理:
       新型导向装置中，滑槽1采用碳钢材料制成，滑槽1与锅炉炉体水平向钢箍m之间用螺栓固定连接;滑槽扣件2采用碳钢材料制成，滑槽扣件2与滑槽1相互咬合并能沿垂直方向相对运动;第一永磁摩擦片3镶嵌固定在滑槽扣件2上，第一永磁摩擦片3与第二永磁摩擦片4之间通过磁力}fu相互吸紧并产生摩擦力;第二永磁摩擦片4镶嵌固定在由碳钢材料制成的垫板5上，垫板5与由碳钢材料制成的内套筒6之间采用焊接的方式连接;内套筒6的外径与由碳钢材料制成的外套筒7的内径相同，外套筒7套在内套筒6的外面，二者彼此间可以沿轴向滑动;外套筒7与锅炉构架内柱12之间用
螺栓固定连接;在垫板5上设置有槽孔5-1，利十将第一支座8固定在滑槽扣件2上;第一支座8通过槽孔5-1与滑槽扣件2焊接;粘滞阻尼器9的两端分别与第一支座8和第二支座10铰接;第二支座10与锅炉构架内柱12之间通过螺栓固定连接。
二、新型导向装置具有如下的创新:
       1,滑槽1的两侧外端面具有能够沿高度方向自由滑动的滑道1-2，从Ifu保证了炉体在高度方向上的自由性。滑槽内具有沿高度方向贯通的长孔1-1，它在保证了刚度的前提下，节省了材料，减轻了整体重量，降低了导向装置的造价。
       2、新型导向装置内的两个摩擦片3, 4均采用钱铁硼永磁铁合金片制成。不仅保证了磁体的磁性，Ifu b_还能有效的控制两个磁片之间的压力。
       3、新型导向装置内的粘滞阻尼器通过两个铰8, 10连接在构架立柱12和滑槽2上。保证了当炉体和构架发生水平相对运动时，摩擦阻尼器可以自由的滑动，起到了耗能减震的作用。
       4、为了保证内外套筒6, 7具有足够大的刚度，在内外套筒的内外壁上均匀布置加劲肋150
二、新型导向装置具有如下优点:
       1、新型导向装置以永磁摩擦片和粘滞阻尼器为主要工作部件，在该导向装置使用过程中无需外界能源的输入，新型导向装置安装在锅炉构架上后，保留了限制锅炉炉体与锅炉构架在水平方向相对运动的功能，与此同时还能减小地震作用下锅炉炉体传递到锅炉构架上的水平地震力，降低锅炉炉体的摆动幅度，减小锅炉构架的地震反应，从Ifu有效地减小了锅炉构架的整体用钢量，降低了投资成本，提高了经济效益。
       2、新型导向装置保留了传统锅炉构架导向装置的功能，当锅炉炉体受热沿垂直方向发生膨胀或因冷却发生收缩时，锅炉炉体水平向钢箍带动该导向装置的滑槽沿垂直方向上下移动，由十滑槽扣件与滑槽相互咬合，所以两部件可以沿竖直方向没有阻碍地相对运动，使锅炉炉体可以自由地收缩或者月彭胀。
       3、当地震发生时，若锅炉炉体与锅炉构架沿Z轴方向有相对运动的趋
势，锅炉炉体与锅炉构架间的相互作用力是通过永磁摩擦片传递的，当该作用力大十永磁摩擦片的起滑力时，第一永磁摩擦片}I I第二永磁摩擦片相对滑动，因此锅炉炉体通过该导向装置沿Z轴方向传到锅炉构架的力将小十永磁摩擦片的起滑力，Ifu b_通过第一永磁摩擦片和第二永磁摩擦片之间的往复运动，锅炉炉体部分的地震能量将会被耗散掉，从Ifu能有效地减少锅炉炉体
的振幅。若锅炉炉体与锅炉构架沿X轴方向有相对运动的趋势，锅炉炉体与锅炉构架间的相互作用力是通过粘滞阻尼器传递的，该作用力的大小与锅炉炉体与锅炉构架之间沿X轴方向的相对运动速度相关，Ifu这种粘滞阻尼器还具有耗能功能。
       4、新型导向装置具有结构简单、使用方便、成本低、锅炉构架整体减振效果好的优点。2.3新型导向装置ANSYS模型建立
2.3.1 COMBIN40单元的介绍
       本文选用了COMBIN40单兀来模拟新型导向装置。COMBIN40单兀是由弹簧、滑块、阻尼器和间隙四部分组成的组合单兀，单兀质量可定义在一个或两个节点上。每个节点可具有一定的自由度，可以是节点位移、转角，也可以是压力或温度，如图2-11所示。

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