简支梁法测量材料阻尼性能的试验研究
材料的阻尼特性是衡量材料自身减震阻尼性能的十分重要的指标。混凝土在建筑结构中用量十分巨大，而且各种新型混凝土材料在建筑工程中也得到广泛应用。如果能充分利用混凝土材料自身的阻尼减振能力，这样一方面能很好地减轻地震、雨雪、海浪以及偶然破坏荷载等对建筑结构的极大危害，另一方面也增强了建筑结构自身的舒适性和可靠性。现在很多试验根据需要通过在混凝土配合比中添加各种聚合物、碳纤维、橡胶、陶粒等来改善混凝土的性能。但是，混凝土是建筑结构中主要的承重结构材料，因此如果单单追求混凝土材料的高阻尼性能而忽略了它本身主要的承重性能，这是没有实际意义的。
本文研究内容是探讨用简支梁法测量自支撑材料和非自支撑材料的阻尼性能，以混凝土材料为例，对C30、C15、陶粒混凝土、橡胶混凝土的抗压强度、弹性模量与损耗因子进行研究，并在现有理论的基础上对弹性模量和损耗因子的计算公式进行修正，并验证简支梁法测量材料阻尼性能的可行性。
试验研究结果表明：
1.当混凝土应变为小应变时，其阻尼损耗因子与应变和应变率无关，基本为一常数；当混凝土应变为大应变时，混凝土的损耗因子随着其应变和应变率的增加而增加。
2.本文探究简支梁法测量材料的阻尼性能，通过试验中测得的激振前后支座的振幅情况，可以得出简支梁两端支座的边界条件基本满足试验要求，说明该方法是比较可靠可行的。
3.对于非自支撑材料来说，通过在其单侧和双侧贴钢板进行试验，由相关公式得出的其损耗因子是一致的，因此对于松软和脆性的非自支撑材料来说，本文提出了测量其阻尼特性的一种测试方法。
4.悬臂梁法测量材料的阻尼特性，其频率是不可以任选的，而且只适用于尺寸很小的试件；而本文探究的简支梁法测量材料的阻尼特性，激振力的幅值和频率都是可调的，并且适用于大尺寸的试件，因此与悬臂梁法相比具有更大的适用性。
简支梁法;非自支撑材料;弹性模量;减震阻尼性能;混凝土结构;橡胶混凝土
天津大学
硕士
桥梁与隧道工程
王成博
2011
中文
U448.217;U446.3
65
2013-04-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）