黏滑摩擦的光滑化互补模型及其在摩擦摆隔震支座中的应用

来源：振动与冲击杂志2025年第1期北京时间：

作者：吴阳，张楠，张欣刚zhangxingang，张树翠，毕皓皓，姚文莉

单位：青岛理工大学理学院，山东青岛266525

摘要：为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题，提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先，基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次，在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均，利用时均滑移速度代替时变滑移速度重构互补变量，并将其转化为一组非线性互补方程，从而将非光滑的黏滑摩擦问题进行光滑化处理。随后，将摩擦摆隔震支座等效为一种考虑恢复力效应的2维摩擦耦合模型，结合所提光滑化模型进行地震响应分析，并与经典的Coulomb摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了对比验证。研究结果表明，所提模型既能够在宏观上反映黏滑摩擦的stick-slip切换，同时还能实现非光滑问题的光滑化分析，避免在非光滑事件中频繁切换动力学模型。采用不同摩擦模型对摩擦摆隔震支座的地震响应进行计算，验证了所提模型的准确性和有效性。<br>

关键词：非线性互补；黏滞-滑移；模型光滑化方法；摩擦摆隔震支座