江阴500kV大跨越输电塔线体系模型风振控制试验研究

以正在建设中的国内高度最高、跨越距离最长的500kV江阴大跨越输电线路为背景,针对江阴大跨越输电塔线体系设计了风洞试验模型和调频质量阻尼器(tuned mass damper 简称TMD)控制器.通过气动弹性模型风洞试验来验证大跨越输电体系的控制效果,并以试验结果为依据提出控制建议.实验结果表明,所设计的控制系统达到了很好的减振效果,为将来的安置提供了准确的理论依据.     

江阴500kV大跨越输电塔线体系模型风振控制试验研究

以正在建设中的国内高度最高、跨越距离最长的500kV江阴大跨越输电线路为背景，针对江阴大跨越输电塔线体系设计了风洞试验模型和调频质量阻尼器（tuned mass damper简称TMD）控制器。通过气动弹性模型风洞试验来验证大跨越输电体系的控制效果，并以试验结果为依据提出控制建议。实验结果表明，所设计的控制系统达到了很好的减振效果，为将来的安置提供了准确的理论依据。     

地震作用下PTMD对高层钢结构的减振效果

针对传统调谐质量阻尼器(TMD)的不足,本文研究了粘弹性碰撞调谐质量阻尼器(viscoelastic pounding tuned mass damper,PTMD)对高层钢结构的减振问题,采用数值仿真对PTMD进行了参数研究和优化。碰撞材料和预留间隙对PTMD的减振效果至关重要,若碰撞材料等效弹性模量较低,减振率将随着间隙的增大而减小,最后趋于恒定;碰撞材料等效弹性模量较高,减振率随预留间隙的增大,先上升后下降,最后稳定在一个定值。PTMD在不同地震强度和不同地震作用下,对高层钢结构均有较好的减振效果。从减振效果、空间要求和附加质量块重量三方面对比了TMD与PTMD,结果表明:PTMD可以大幅降低阻尼的功率要求、安装空间限制和质量块重量,比TMD更加经济有效。     

脱硫排烟一体式钢塔TMD减振效果分析

发电厂中新型脱硫排烟一体式钢塔属于复杂的高耸薄壁结构,由于顶部截面突然变细,风荷载作用下极易产生较大振动,为了减小风致振动,提出了适用于脱硫排烟一体式钢塔的调谐质量阻尼器（tuned mass damper, TMD）减振方案.基于流固耦合理论,建立了结构场与流场计算模型,成功利用数值风洞方法计算了有无TMD结构的风振响应,并通过现场风振监测对数值方法的可靠性进行了验证.结果表明,该脱硫排烟一体式钢塔振型以局部或整体的平动、转动、屈曲与扭转为主,通过在塔体顶部设置TMD,位移动力响应最大值降低41%,均方根值降低75%.频谱分析表明,结构安装TMD后部分低频振型被激起,同时主频率对应的动力响应大大降低,TMD对于该脱硫排烟一体式钢塔可以起到较好的减振效果,为类似高耸薄壁结构的风振控制提供了参考.     

设置粘滞阻尼器的超高烟囱减震控制研究

根据悬挂式钢内筒烟囱结构的特点,提出了在烟囱结构止晃点处设置粘滞阻尼器的消能减震方法。采用有限元软件SAP2000分别建立了传统的烟囱结构模型和设置粘滞阻尼器的烟囱结构模型,进行了模态分析、多遇和罕遇地震作用下时程分析和地震反应谱分析。结果表明,提出的在各止晃点设置粘滞阻尼器的方法对烟囱结构具有较好的减震控制效果,烟囱结构的基底总剪力、平台层水平位移、混凝土外筒顶点位移和加速度均有明显减小。为同类超高烟囱抗震设计提供了一种新的消能减震设计方法。     

分段悬挂式钢内筒烟囱结构设计

悬挂式钢内筒烟囱比自立式钢内筒烟囱,具有结构受力合理、经济性好的特点.结合某工程240 m高悬挂式钢内筒烟囱的设计,介绍分段悬挂式钢内筒烟囱的设计特点、构着处理、经济比较等内容.     

风机塔架4种TMD振动控制模拟比较研究

随着风力发电机塔架高度的增加和叶片尺寸的增大,高耸支撑塔架在风荷载作用下将产生显著的动力响应和大幅变形,甚至可能发生疲劳、屈曲、倾斜或倾覆等事故。本文以1.5 MW风力发电机结构为例,利用ABAQUS软件建立有限元模型,对未减振以及安装单质量调频质量阻尼器(STMD)、双质量调频质量阻尼器(BTMDs)、四质量调频质量阻尼器(QTMDs)4种方案在风荷载作用下的振动响应进行模拟研究,以便对振动控制方法选择提出可行性建议,有效降低事故发生的概率。结果表明,与未减振时相比,安装STMD时风机塔架顶点加速度峰值减小37.89%;在仅有低阶振型作用下,STMD对风机结构的减振控制有较好的效果,且优于BTMDs和QTMDs。     

1000kV大跨越输电线路钢管塔风振响应及振动控制研究

采用Davenport风谱模拟作用在大跨越输电线路钢管塔空间节点上的随机脉动风激励,并建立1 000 kV大跨越钢管塔的Ansys有限元模型,分析其动力特性和风振响应特征.基于钢管塔的动力分析结果,选取了调谐质量阻尼器减振、粘弹性阻尼器减振、粘弹性阻尼器与调谐质量阻尼器组合减振的三种控制方案,并评价了不同方案的减振效果.结果表明,单独采用质量阻尼器进行风振控制的效果略优于单独采用粘弹性阻尼器的方案,但优势并不显著,罕遇工况下易造成动力放大效应.调谐质量阻尼器与粘弹性阻尼器联合控制方案中,由于控制扭转的调谐质量.     

某大跨度混凝土连廊舒适度分析

以某工程大跨度混凝土连廊为例,对大跨度混凝土楼盖舒适度的校核与改善进行了分析与研究.在连廊中采用多点调频质量阻尼器(TMD)消能减振系统,对连廊在减振前后各不利工况作用下的动力时程响应进行了数值分析.结果表明:多点调频质量阻尼器消能减振系统对于大跨度混凝土楼盖竖向振动舒适度的改善具有一定效果,可以在类似大跨度混凝土楼盖结构中进行推广.     

SMA阻尼器在输电塔-线体系中的风振控制研究

输电塔-线作为风敏感结构，易受到风荷载的影响而发生破坏，有必要采取控制技术来减少危害。本文采用新型SMA阻尼器布置在输电塔-线体系上进行风振控制。使用有限元软件建立输电塔-线体系模型。基于MATLAB软件，采用线性自回归滤波器法模拟随机脉动风荷载的时程样本。根据SMA阻尼器的减振原理和工作方式，设计六种不同的布置方案，并分别进行风振响应分析，提取不同方案下塔顶加速度和位移时程，并模拟三种风速的风荷载，进一步分析不同方案下的减振效果。根据阻尼器本身的结构与材料，对阻尼器进行参数分析，改变阻尼器的弹簧刚度、铅块厚度、SMA丝材料，并分别分析效果。结果表明：在方案中，在塔头上布置阻尼器对塔顶位移控制效果最好，沿塔身布置阻尼器对塔顶加速度控制最好。在弹簧刚度在500 N/mm时取得最佳减振效果、铅块厚度为7 mm时可以取得最佳减振效果。     

悬挂质量摆对大跨越输电塔的风振控制

为了研究被动控制装置对格构式高耸结构的控制效果，提出了一种悬挂质量摆风洞试验模型.基于控制减振机理和结构风振控制方程，进行了悬挂质量摆对输电塔结构风振控制的全塔气动弹性模型试验.采用Simiu脉动风速功率谱密度函数，利用三角级数法模拟了节点风速时程.根据准定常理论，计算了悬挂质量摆控制前后结构顺风向的加速度时程和均方根(RMS)，并进行了参数优化分析.研究结果表明，由模拟风载计算得到的塔顶RMS与试验结果吻合较好，该质量摆模型可有效减小输电塔的风振响应.     

电流变液大射电望远镜馈源支撑系统风振阗主动控制中的应用

针对大射电望远镜悬索源支撑系统的随机风振响应问题,在简单介绍了电流变液及电流变阻尼器形式的基础上,设计了一种电流可调阻尼器来实现大射电望远镜悬索馈源支撑系统风振的半主动控制。详细推导了电流变可调阻尼器的力学模型,通过计算机仿真,验证了所设计的可调阻尼器的有效性。彻底解决了悬挂拖动了悬桂拖动系统的附加阻尼控制问题。     

风激拉索的张弛振荡分析

为了研究斜拉索在横向风激励下的多模态张弛振荡特性,获得临界风速表达式,建立拉索受风力作用的非线性运动微分方程,基于索纵向运动相对较小而导出关于索横向运动的偏微分振动方程,运用Galerkin法将该方程转化为常微分方程组,用以描述索的多模态自激振动;应用非线性振动的平均法,求解得到该系统的自激振动分析解,确定索张弛振荡及存在性条件,分析计算索前二阶模态张弛振荡的临界风速,并通过数值模拟验证.提出风激拉索多模态张弛振荡及临界风速的分析方法,研究结果表明,拉索张弛振荡的临界风速随结构模态阻尼而提高,并受振动模态、风速变化和风力系数等影响.     

大跨度中承式拱桥节段模型风洞试验

风致振动是大跨度中承式拱桥设计的主要控制因素之一,本文介绍了重庆菜园坝长江大桥风洞主桥节段模型静力三分力试验以及节段模型动态试验的主要内容及相应的结果,介绍了由于双拱干扰下的主拱静力三分力试验和涡振试验及其结论。试验表明,桥梁主桥具有良好的气动稳定性,主拱在风载下受力极为复杂。由于前榀拱尾流的影响,后拱阻力系数起伏较大。当两榀拱相距较近时,后拱的阻力系数为负数,随着间距的增大逐渐增大。试验结果将为大桥的抖振、涡振以及颤振分析提供依据。     

平面张弦梁结构的风致响应分析

张弦梁结构是近些年在国内发展起来的一种新型的大跨度空间结构形式,由于其跨度大,整体刚度小,在风的作用下振动比较明显,故用现有规范中的等效静力法分析计算这种结构在风荷载下的响应精度太低,而采用时程分析的法可大大提高分析的精度,本文以一平面张弦梁为例,采用线形自回归滤波器法,模拟节点随机脉动风速时程,运用Matlab编程有效地模拟具有时间相关,空间相关性的脉动风速时程.然后在ANSYS中对此张弦梁结构进行瞬态分析,得到风振响应与风振系数,在此基础上改变两种基本参数,考察各参数对张弦梁风振响应及其风振系数的影响,得到一些有意义的结论,供张弦梁结构的工程应用考虑.     

线性滤波法风速模拟及模型阶数确定

时域分析法是对结构进行风致振动分析的主要方法之一,而采用该法的前提是要有一系列的风速(或风压)时程样本．详细介绍了风速时程AR模拟方法及AIC准则,并对此技术进行了编程实现．所模拟的结果表明：AR模型可有效地模拟具有空间时间相关性的节点脉动风速时程．     

剪切型悬挂结构动力特性的研究

建立了剪切型悬挂结构的连续化模型，从无限自由度剪切杆的运动方程出发，给出了悬挂结构与主体结构之间的运动关系表达，引入边界条件，推导出了剪切型悬挂结构的频率及振型方程．应用MATLAB编程，结合算例，对剪切型悬挂结构的频率及振型进行了求解，从结果的分析来看，悬挂结构具有较好的减震效果。     

单层球面网壳风振分析的时域法与频域法比较

根据风洞试验同步测量的风压数据,分别采用时域Newmark-β法、频域完全二次型组合法以及平方总和开方法计算单层球面网壳结构的节点峰值竖向位移响应,对3种方法的计算精度、计算时间等进行了比较;并且给出了一种离散荷载时间序列的新途径,即应用本征正交分解技术将脉动风荷载分解为空间协方差模态和主坐标,对主坐标时间序列利用三次样条插值函数离散成新的风荷载时间序列。分析结果表明：频域完全二次型组合法在进行屋盖风振分析时耗时少,计算效率高。     

高层建筑风响应及等效静态风荷载的研究

从悬臂梁振动理论出发,讨论了高层建筑风响应的计算以及在风洞中利用高频天平测量高层建筑风荷载的原理,并进一步分析讨论了沿建筑物高度分布的平均风力、脉动风力、风致振动惯性力以及建筑结构设计所需要的等效静态风荷载的确定问题,指出了所提方法的局限性和应用范围,可为高层建筑结构设计中的风荷载确定提供参考.分析结果表明,求沿高层建筑高度分布的等效静态风荷载的方法适用于顺风向风力,在应用于横风向风力时由于涡脱落力的影响有理论误差.