超低硬度橡胶隔震支座力学性能的有限元分析.pdf

第40卷 第6期 四川建筑科学研究 2014年 12月 SichuanBuildingScience l35 超低硬度橡胶隔震支座力学性能的有限元分析 沈朝勇 ，黄襄云 ，马玉宏 ，庄学真 ，周敏辉 (1．广州大学工程抗震研究中心，广东 广州 510405； 2．广东省建筑设计研究院，广东 广州 510640) 摘 要：对 G值约为0．196MPa、直径600mm的超低硬度天然橡胶隔震支座(LNR)和铅芯橡胶隔震支座(LRB)在 竖向压应力作用下进行了有限元 (FEA)初步数字模拟研究。建立了支座的精细有限元模型，并对其基本力学性能 的有限元计算结果与理论计算结果、试验结果进行了对比，吻合较好 ，侧面验证了计算模型的正确性。通过对 LNR 和LRB在竖向压力下的有限元数值分析模拟，研究了天然橡胶隔震支座内部钢板应力特征、内部橡胶应变特征、铅 芯橡胶隔震支座中铅芯应力特征、铅芯与内部钢板及内部橡胶的相互作用机理。LNR支座 FEA初步分析表明，因 硬度超低，靠近孔壁处内部橡胶在竖向压应力下较早表现出较大非线性 ，内部钢板在孔壁处较早出现一定程度的 应力集中。LRB支座FEA分析中表明，铅芯与内部橡胶、内部钢板相互作用明显。 关键词：；超低硬度；LNR；LRB；FEA；相互作用 中图分类号：TU591 文献标志码：A 文章编号：1008—1933(2014)06—135—40 FEA studyon mechanicalpropertyofelastomericisolators withultralow hardness SHEN Chaoyong ，HUANG Xiangyun ，MA Yuhong ，ZHUANG Xuezhen ，ZHOU Minhui (1．EarthquakeEngineeringResearchTestCenter，GuangzhouUniversity，Guangzhou 514005，China； 2．GuangdongInstituteofArchitecturalDesignandResearch，Guangzhou 510640，China) Abstract：ForLRB and LNR with shearmodulusabout0．196 MPa，diameter600 mm，preliminary FEA on them loaded with compressionwerecarriedout．Anaccuratefinitemodelwasestablished，thediscrepancyamongthetheoryresults，thetestresultsandthe FEA resultswasvery little，ittestifiedtheaccuracyoftheFEAmode1．TheFEAmodelsofLNRandLRBloadedbytheverticalpressure wereperformed，theresearchconcernincludingstressofinnersteelandstrainofinnerrubberinLNR，stressoflead-coreandinteraction betweenlead—coreandinnersteel，innerurbberinLRB．Itisconcludedthatnon—linearfeaturewillearlyappearintheinnerurbbers nera coreduringFEA ，stressconcentration apperasin the innersteelsnera corebecause oflowerhradness ofrubber．Apparent interactionbetweenlead—coreandinnersteel，innerrubberwillalsobefoundinFEA onLRB． Keywords：uhralow hardness；LNR；LR