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研究生: 陳致廷
Chen, Zhi-Ting
論文名稱: 液流阻尼器對結構非線性力學行為之研究
Application of Fluid Dampers to Structural Nonlinear Mechanical Behavior
指導教授: 徐德修
Hsu, Deh-Shiu
共同指導教授: 朱世禹
Chu, Shih-Yu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 162
中文關鍵詞: 液流阻尼器地震工程消能元件ANSYS非線性動力行為
外文關鍵詞: fluid damper, aseismatic engineering, energy dissipation devices, ANSYS, nonlinear dynamic behavior
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  • 結構體受地震力的影響,在線性行為下,可以依照結構體勁度推算出相關反應行為,當地震力上升造成結構進入非線性行為,其結構勁度已然改變。非線性動力有限元素分析根據結構體降伏後的行為,適時修正結構體勁度,做出有效且精確地分析。
    本文將透過有限元素法之電腦輔助工程分析軟體 ANSYS 分析結構體材料達到降伏進入非線性動力行為的反應,諸如:應力、應變、位移、速度及加速度,相關反應在地震力持續放大的影響。另外,分析、比較加裝消能元件-液流阻尼器所提供結構體體額外的耐震能力,並且比較各種反應之控制率。

    Linear dynamic analysis is usually applied to structures before yielding occurred while stiffness acts major role in the responses. The purpose of the thesis is to investigate the nonlinear dynamic properties of the structures. A cantilever with a damper installed at its free end and loaded by El Central earthquake is analyzed. Software package ANSYS is used throughout the analysis to find the responses, such as stress, strain, displacement, velocity, acceleration,…etc., of the structures when severe excitations are applied. Control effects according to various damping functions are then displaced in detail to show the aseismatic capacity of the system.

    摘 要 I 誌 謝 III 目 錄 IV 圖 目 錄 VI 表 目 錄 XII 第一章 前言 1 1.1 研究背景 1 1.2 液流阻尼器 2 1.3 建築物耐震規範與液流阻尼器 2 1.4 研究重點與內容 4 第二章 液態線性黏性阻尼器之設計理論 5 2.1 前言 5 2.2 液態黏性阻尼器之構造 5 2.3 液流阻尼器力學性質 6 第三章 ANSYS程式架構 10 3.1 工程模擬分析 10 3.1.1 傳統工程分析的流程 10 3.1.2 電腦輔助工程分析 11 3.2 ANSYS程式介紹 12 3.3 研究理論 14 3.3.1 位移 14 3.3.2 應力與應變 14 3.4 有限元素法 19 3.5 動力分析 21 3.6 模態解析法(modal analysis) 24 3.7 Newmark時間積分法與HHT介紹 26 3.8 非線性材料 31 3.9 材料破壞準則 31 3.10 Newton Raphson method 40 第四章 案例設定 43 4.1 問題描敘 43 4.2 材料性質設定 43 4.3 幾何模型 47 4.4 元素切割 50 4.5 設定說明 51 4.5.1 支承設定 52 4.5.2 阻尼比設定 53 4.5.3 阻尼器設定 57 4.5.4 承載設定 59 4.5.5 步階設定 60 4.6 觀測點設定 61 4.7 示意結構圖 64 第五章 案例分析 65 5.1 變化地震力倍率之結構反應 65 5.2 應力應變反應 68 5.3 反力、彎矩與應變能反應 86 5.4 位移、速度與加速度反應 94 5.5 液流阻尼器相關反應 110 5.6 自由振動反應 121 5.7 控制率 129 第六章 結論與建議 155 6.1 結論 155 6.2 建議 158 參考文獻 159

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    校外:2016-07-13公開
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