TMD系统在自身参数随机偏离下的减振有效性和可靠性分析

调谐质量阻尼器（TMD）是一种工程中常用的减振装置,但TMD装置的刚度和阻尼系数偏离最优值时,其减振效率将大为降低。本文研究了TMD系统在自身参数偏离下的减振有效性和可靠性问题,提出了一种切合工程实际的TMD系统自身参数随机偏离模型。在此偏离模型下,利用蒙特卡洛方法分别研究了STMD系统和MTMD系统的减振有效性和可靠性,并对两种TMD系统的差异进行了对比和分析。结果表明,TMD系统的减振有效性和可靠性与TMD系统质量比、结构阻尼比、分布TMD个数、调谐频率个数等因素有密切相关。通过对大量数值计算结果的分析,给出增强TMD系统有效性和可靠性的一些有益建议。     

TLCD-结构转化为TMD-结构减振控制的研究

该文针对平面对称结构和不对称结构,比较TLCD-结构体系和TMD-结构体系的耦联微分方程,得到TLCD-主结构与TMD-主结构质量比、频率比、主结构自振频率和主结构阻尼等,由此可将TLCD-结构体系转化为TMD-结构体系,利用DenHartog公式对TLCD阻尼比和频率比参数优化,并用有限元软件来对复杂结构减振控制进行数值计算。通过单层平面不对称结构和20层Bechmark模型放置单个或多个TLCD,用DenHartog公式求得TLCD参数,并用SAP2000进行结构分析,与MATLAB结果进行比较来验证该方法的合理性和可行性。     

结构—TMD系统抗震的优化参数研究

本文研究结构－TMD（调谐质量阻尼器）系统地震反应控制中参数的优化设计问题,包括TMD在结构上的最佳位置、最佳频率、最佳阻尼等参数值以及TMD对与其非调谐结构振型地震反应的作用进行了分析,导出了最优参数的近似计算式,为TMD在结构抗震方面的设计提供了理论依据。     

TLCD-结构转化为TMD-结构减振控制的研究EI北大核心CSCD

该文针对平面对称结构和不对称结构,比较TLCD-结构体系和TMD-结构体系的耦联微分方程,得到TLCD-主结构与TMD-主结构质量比、频率比、主结构自振频率和主结构阻尼等,由此可将TLCD-结构体系转化为TMD-结构体系,利用Den Hartog公式对TLCD阻尼比和频率比参数优化,并用有限元软件来对复杂结构减振控制进行数值计算。通过单层平面不对称结构和20层Bechmark模型放置单个或多个TLCD,用Den Hartog公式求得TLCD参数,并用SAP2000进行结构分析,与MATLAB结果进行比较来验证该方法的合理性和可行性。     

高层结构TMD风振控制最优参数的取值研究

本文对高层建筑TMD风振控制最优参数设计方法进行了初步探讨。利用数值迭代法给出了TMD最优参数实用设计表格，为TMD设计提供了依据。     

用TMD控制电视塔的风振

一种有效的被动控制振动系统是用调谐质量阻尼装置(ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ),简称ＴＭＤ,早在100年前的机电工程中就有应用,它的计算模型如图1所示的两自由度有阻尼动力吸振器。近20年来国内外学者借鉴它的理论和技术方法,并用多个小的ＴＭＤ代替一个大的ＴＭＤ理论,称多个调谐质量阻尼系统(ＭｕｌｔｉｐｌｅＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒｓ),简称ＭＴＭＤ,用这种方法来控制特大或特高结构物的随机振动,如高耸电视塔(或观光塔)受风激励产生的随机振动,从测试振动信号及频谱分析可见,它的能量往往集中在一个频带上。把这个频带分成…     

带TMD结构随机地震响应分析的复模态法

本文对多自由度带TMD结构的随机地震响应问题进行了系统研究。首先将结构简化成多层剪切型模型。然后建立运动方程，根据结构的振动反应以第一振型为主，将结构按第一振型展开，针对所得方程为非经典阻尼，非对称质量和非对称刚度情况，运用复模态理论进行解耦，获得了以第一振型表示的结构地震响应的解析解，对单自由度体系，此解即为结构响应的精确解，从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼，非对称质量和刚度情况下随机地震响应解析解分析的一般方法。本文方法也可用于基础隔震结构和无损伤“加层减震”加固结构的随机地震响应分析与优化设计。     

输电塔复合摆式导向TMD减振技术试验研究

振动对输电塔安全影响较大,研究其减振技术具有重要意义。在传统单摆式减振技术基础上,设计一种由弹簧、单摆、质量块和可调阻尼组成的复合摆式TMD。调整其质量、弹簧刚度以及摆长保证固有频率与输电塔模型一阶固有频率一致,将导向片浸入液体中,旋转导向片改变其浸入液体中的有效面积以调节阻尼大小。在输电塔试验台上对减振装置的减振性能进行锤击试验,结果表明,安装TMD后在输电塔模型原一阶固有频率两边分化出两个频率,且加速度衰减速度变快,幅值降低,表明其具有良好的减振性能。     

一种新型风电塔架结构用双向TMD风致响应减振控制研究

为了减小风荷载作用下风电结构动力响应,提出一种双向调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)并对其减振效果展开研究.采用Davenport脉动风功率谱,模拟陆上风电场的脉动风速.建立顶部集中质量有限元模型和考虑风电结构叶片与塔筒耦合的叶片-塔筒有限元模型,计算两种模型的自振特性,并对安装双向TMD的风...     

用在斜拉桥上的TMD

ＴＭＤ是调谐质量阻尼系统 ,在 10 0年前已从理论上对两自由度系统研究得比较清楚 ,见图 1所示 ,并在机械行业进行减振 ,卓有成效 ,如曲轴扭转减振、大型发电机轴承减振、管道振动控制等的调谐 ,都有具体的方法和技术。近 2 0年来在土木建筑的重大工程中也开始应用ＴＭＤ和ＴＬＤ ,如电视塔用ＭＴＭＤ控制风振 ,高层楼房用ＭＴＬＤ控制风振 ,以及各种大型桥上也都用调谐理论和技术。图 2、图 3两种装置都成功地用在缅甸的斜拉桥上 ,图 2所示的四根摆杆悬吊着一个质量为Ｍ的重块 ,重块下端与左右二个斜拉杆的顶部铰接 ,这样 ,斜拉杆在风激励…     

基于压重块型TMD的大跨度斜拉桥减震控制

利用电磁阻尼单元代替经典调谐质量阻尼器中的黏性阻尼单元,形成一种具有结构减振功能的新型电磁谐振式调谐质量阻尼器(electromagnetic shunt tuned mass damper,EMS-TMD)。为进一步提升阻尼器的减振性能和鲁棒性,设计了双重电磁谐振式调谐质量阻尼器(DEMS-TMD)减振方案。依据达朗伯定理,建立地震作用下DEMS-TMD与单自由度结构耦合振动系统的动力学模型。利用蒙特卡洛-模式搜索法数值优化方法,以主结构位移的动力放大系数最大值最小为目标函数,优化得到DEMS-TMD的结构频率比、电子频率比、电磁阻尼比和机电耦合系数的最优参数,为减振参数设计提供理论指导。通过频域和时域两种方法仿真分析了DEMS-TMD对结构的减振性能。结果表明：在频域分析中,DEMS-TMD的主结构位移峰值和频响面积均优于传统并联双调谐质量阻尼器(double tuned mass damper,DTMD);在时域分析中,DEMS-TMD对结构位移、加速度峰值和均方根的减振性能均优于传统DTMD,有效地提高了对结构的减振效果。

     

MTMD在钢箱梁悬索桥高阶涡激振动控制中的应用

摘要：大跨度悬索桥模态密集,常遇风速下存在多个模态发生涡激共振的可能。鉴于多重调谐质量阻尼器(MTMD)在减振效率和鲁棒性方面的优点,探讨了MTMD理论在大跨度钢箱梁悬索桥高阶竖向涡激振动控制中的应用。首先从Scanlan线性涡激力模型出发,在不考虑气动刚度项和气动阻尼项的条件下得到安装MTMD后的加劲梁位移频响函数。然后以加劲梁位移频响函数峰值极小值为目标函数,运用基于Matlab的遗传算法完成MTMD方案的初步参数优化设计。最后,从结构固有频率波动和结构固有阻尼比变化两方面讨论了MTMD的控制效率和鲁棒性。计算结果表明,在MTMD的初步参数优化设计中忽略气动刚度项和气动阻尼项是可行的,适当扩大MTMD的频率范围和阻尼比可以使其在减振效率和鲁棒性上达到更好的平衡,比传统调谐质量阻尼器（STMD）更适合悬索桥涡激振动控制。     

多重双频率调谐质量阻尼器制振性能及对桥梁抖振的控制

DTMD是一种新型的具有双频率的调谐质量阻尼器,与普通TMD相比,可以同时实现对主梁竖向和扭转振动的控制,具有较高的控制效率,但DTMD与TMD相似,控制效率对参数失调较敏感。基于Scanlan多模态耦合抖振理论,提出桥梁多模态耦合抖振多重DTMD控制理论,列式中考虑了多模态参与作用和模态间气动耦合效应,并编制了多重DTMD抖振控制和参数分析程序。最后以一座斜拉桥为算例,研究了多重DTMD的制振性能,讨论了多重DTMD频率带宽、DTMD个数和阻尼比等参数对控制效率的影响,并对多重DTMD的设计提出建议。     

基于位移控制的MTMD对地震下结构加速度的影响评价

基于设置五种MTMD（被称为MTMD-1-MTMD-5）结构的传递函数和动力放大系数（DMF）统一表达式，定义了五种MTMD的优化准则[最大动力放大系数的最小值的最小化（被称为Min.Min.Max.DMF)]。根据优化得到的五种MTMD的最优频率间隔，平均阻尼比和调谐频率比，建立了多自由度（MDOF）结构-MTMD-1-MTMD-5系统的动力分析方程，使用Wilson-θ法对分别在EL-Centro/Taft Tianjin/Shanghai地震波作用下的22层钢结构-MTMD-1-MT-MD-5系统进行动力分析以评价基于位移控制的MTMD对结构加速度响应的影响。     

两种桥梁振动控制方法的对比分析

介绍了两种多重调谐质量阻尼器（MTMD）的参数优化公式，并采用两种方法对车桥耦合振动中桥梁的竖向振动进行了控制。算例表明：其方法比现有的方法参数优化简单、减振率高，且方法中TMD参数相同，更便于设计生产。因此应采用该方法对桥梁竖向振动进行控制。     

多重调谐质量阻尼器控制单层非对称结构扭转振动的设计参数

研究了用两组相同的MTMD控制单层非对称结构扭转振动的最优设计参数。MTMD具有相同的刚度和 阻尼系数但不同的质量。MTMD被布置在最优位置。MTMD最优参数的设计准则定义为:结构最大扭转角位移动力放 大系数的最小值的最小化。MTMD的有效性设计准则定义为:结构最大扭转角位移动力放大系数的最小值的最小化与 无MTMD时结构最大扭转角位移动力放大系数的比值。基于定义的设计准则,研究了非对称结构的标准化偏心系数 (NER)和扭转对侧向频率比(TTFR)对处于最优位置MTMD最优设计参数和有效性的影响。     

Tuned vibration control of slender structures

In many cases slender structures are lightly damped, a condition described as ‘lively’, and can undergo large vibrations when subjected to traffic or environmental forcing. One measure against above vibrations is the application of tuned vibration control facilities in structures. The fibre members with variable prestressing forces and tuning facilities are adopted for the purpose of tuned vibration control of structures below. Theoretical backgrounds of present approaches as well as numerical and experimental studies of tuned vibration control problems in slender structures of guyed masts are submitted below. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

MTMD控制非对称结构扭转振动的最优位置

研究了用两组相同的MTMD来控制非对称结构扭转振动的最优位置。MTMD具有相同的刚度和阻尼系数但不同的质量。基于导出的设置MTMD时结构扭转角位移传递函数,建立了扭转角位移动力放大系数解析式。MTMD最优参数的评价准则定义为:结构最大扭转角位移动力放大系数的最小值的最小化。MTMD的有效性评价准则定义为:结构最大扭角转位移动力放大系数的最小值的最小化与无MTMD时结构最大扭转角位移动力放大系数的比值。基于定义的评价准则,研究了标准化偏心系数(NER)和扭转对侧向频率比(TTFR)对不同位置MTMD最优参数和有效性的影响。     

Nonlinear vibration control of a tall structure with tuned liquid column damper

The nonlinear vibration model of a structure with the tuned liquid column damper (TLCD) is established. TLCD is a successful structure control device. The damping of TLCD is amplitude-dependent and consequently nonlinear. Due to its complexity, the effective linear model is considered for investigating structure characteristics in almost all literatures. Moreover, the structure is usually modeled as a single degree of freedom model. However, the analytical solution for this nonlinear system is derived here. Further, it is found that the optimum design of TLCD for the suppression of vibration depends greatly on the structure parameters.     

磁流变阻尼器与拉索振动控制研究

磁流变阻尼器是一种新型智能装置,具有阻尼力连续逆顺可调并且可调范围大、良好的温度稳定性以及很好的耗能减振等特点,因而在拉索振动控制中较其它阻尼器具有显著的优势.本文总结介绍了自2000年以来应用磁流变阻尼器抑制拉索振动方面的主要研究成果.进行了拉索-磁流变阻尼器系统的减振性能仿真研究,得到了拉索模态阻尼比与阻尼器安装高度、输入电压等参数的关系,提出了应用磁流变阻尼器进行拉索振动控制的数学模型和工程实用设计方法.开展多次现场试验研究,全面评估了磁流变阻尼器的实际减振性能.开发了磁流变式拉索减振新技术,并已于2002年在岳阳洞庭湖大桥全桥实施.作者发明了一种永磁调节式磁流变阻尼器,解决了供电无保证时磁流变阻尼器的应用问题;并将其应用于长沙洪山大桥的拉索减振.近4年来显示了磁流变阻尼器对拉索良好的减振效果.