基于任意整数的多重调谐质量阻尼器

由于中心自振频率的设置,至今研究的多重调谐质量阻尼器器(MTMD)都是由奇数个调谐质量阻尼器 (TMD)所组成。放弃中心自振频率的设置,提出了基于任意整数的多重调谐质量阻尼器。多重调谐质量阻尼器可由任意奇数个或偶数个调谐质量阻尼器组成。使用建立的结构MTMD系统传递函数,定义了结构和MTMD的动力放大系数(DMF)。MTMD最优参数和有效性的评价准则于是可定义为结构最大动力放大系数的最小值的最小化(MIN．MIN． MAX．DMF)。而MTMD冲程的评价准则定义为MTMD中每个TMD最大动力放大系数的最大值。根据定义的评价准则,评价了基于任意整数MTMD的控制性能(包括MTMD的冲程评价)。     

双重惯质调谐质量阻尼器的参数优化与振动分析

为研究惯质耦合布置对于调谐质量阻尼器(TMD)减振性能的影响,提出一种新型的被动控制装置,即双重惯质调谐质量阻尼器(DTMDI)。将DTMDI布置在单自由度主结构上,对振动系统分别开展了H_∞优化与H₂优化,得到两种优化方法下最优调谐参数的解析解形式。在参数优化分析的基础上,比较分析了DTMDI与三种已有的被动控制装置(TMD、TMDI和TIMS)的减振效果。研究结果表明,惯质耦合布置不会提升TMD的工作性能;当主结构的阻尼比被忽略时,减振效果从高到低依次为：TMDI>DTMDI>TMD>TIMS。提出的DTMDI具有较好的减振效果。     

弹簧摆碰撞调谐质量阻尼器减震性能优化研究

为了提高弹簧摆碰撞调谐质量阻尼器(spring pendulum pounding tuned mass damper, SPPTMD)的减震性能,采用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)对其关键参数进行了优化。推导了SPPTMD减震系统的运动方程,同时建立了系统的仿真分析模型。选取阻尼器频率比、内共振系数和碰撞间隙为优化变量,以结构峰值响应最小为优化目标,编制了SPPTMD优化程序。对比了优化前后SPPTMD在不同场地上12条地震动作用下的减震效果。研究结果表明：SPPTMD的最优参数与场地类别相关;优化后阻尼器的减震性能有明显提高,其中,Ⅳ类场地优化效果最好。     

结构的多重双重调谐质量阻尼器控制策略

提出多重双重调谐质量阻尼器（MDTMD）控制策略。MDTMD由任意奇数或偶数的双重调谐质量阻尼器（DTMD）组成。MDTMD参数组合形成十种MDTMD模型即MDTMD（I-1）-MDTMD（I-5）模型和MDTMD（II-1）-MDTMD（II-5）模型。利用定义的优化准则，评价了MDTMD（I-1）的控制性能。数值结果表明MDTMD（I-1）比DTMD和基于任意整数多重调谐质量阻尼器（MTMD）和基于奇数MTMD具有更好的有效性和鲁棒性。但MDTMD冲程大于DTMD冲程；MDTMD小TMD冲程大于MTMD冲程。     

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。     

调谐质量阻尼器参数设计中的两个问题

本文以单自由度系统安装一个调谐质量阻尼器（简称TMD）为例，对抗风和抗震两类不同激励工况下TMD的参数设计问题进行了理论研究与对比分析。通过给出相对误差系数的概念，定量评价了不同的参数方法对TMD减振性能的影响程度。本文的研究为TMD的参数设计提供了理论指导。     

摇摆双调谐质量阻尼器参数优化及动力性能研究EI北大核心CSCD

提出了一种具有更广调频宽度的摇摆双调谐质量阻尼器(dual-tuned mass damper,RDTMD)。首先,建立了单自由度RDTMD减振系统在简谐激励作用下的动力方程,推导得出其位移动力放大系数表达式;然后,基于RDTMD的优化评价函数,编译参数优化程序,获得RDTMD的全局最优参数以及条件最优参数;接着,探讨了阻尼器各参数对系统动力放大系数和调频宽度的影响规律,并对影响其鲁棒性的关键参数做了分析;最后,与传统DTMD、MTMD、TMD的减振效果和鲁棒性做了对比分析。分析结果表明:采用RDTMD对结构进行控制可有效降低主结构的动力响应;RDTMD的调频宽度更广,提高了阻尼器对主结构高阶振型的控制能力;在对装置鲁棒性的影响更大的主结构固有频率方面,RDTMD的鲁棒性明显优于其他同类阻尼器,是一种理想的减振控制装置。     

滚动型单面碰撞调谐质量阻尼器参数优化及减振性能分析

滚动型单面碰撞调谐质量阻尼器是一种由小球、圆形轨道、黏弹性材料挡板组成的减振装置,通过小球与挡板的碰撞耗能以及小球与圆形轨道间的摩擦进行减振。基于Lagrange变分原理,建立单自由度结构与滚动型单面碰撞调谐质量阻尼器的运动方程,研究不同质量比下滚动型单面碰撞调谐质量阻尼器的参数优化,分析自由振动、简谐激励以及地震作用下滚动型单面碰撞调谐质量阻尼器的减振性能。结果显示,滚动型单面碰撞调谐质量阻尼器具有良好的减振效果。     

结构双层多重调谐质量阻尼器减震策略的性能评价

评价了双层多重调谐质量阻尼器（DMTMD）控制策略的性能。DMTMD系统参数的可能组合可形成五种DMTMD模型，本文评价其中最易制作的一种DMTMD模型。利用定义的优化目标函数，评价了DMTMD的控制性能。数值结果表明DMTMD比基于任意整数或基于奇数的多重调谐质量阻尼器（AI-MTMD和ON-MTMD）具有更好的有效性和鲁棒性。但DMTMD中小质量块的冲程大于AI-MTMD和ON-MTMD的冲程。     

双重单面碰撞调谐质量阻尼器参数优化及减振性能分析

单面碰撞调谐质量阻尼器是一种由质量块、弹簧、粘弹性材料挡板组成的减振装置,通过碰撞耗能减小结构振动.为研究双重单面碰撞调谐质量阻尼器的优化参数和减振性能,建立单自由度结构与双重单面碰撞调谐质量阻尼器的运动方程,以动力放大系数的最大值最小化为优化指标,得到双重单面碰撞调谐质量阻尼器在不同质量比下的优化参数,分析自由振动和...     

一种改进的广义遗传算法及其在结构动力优化问题中的应用

该文提出了一种改进的广义遗传算法。算法中引入了异种机制以提高种群的多样性,在保证收敛速度的同时防止早熟收敛。该方法应用于随机风载荷作用下有应力约束的多参数结构动力响应优化问题,数值算例表明:异种机制能够有效地提高广义遗传算法收敛于全局最优解的概率并加快收敛速度;带有异种机制的广义遗传算法能够有效地求解复杂的结构动力优化问题。     

非概率可靠性中一维优化算法的改进及其在桥梁评估中应用

为了减少非概率可靠性指标的计算量,提出了改进的一维优化算法.将区间变量转换为标准化区间变量后,得到了关于失效面的极限状态方程.在扩展空间中,通过缩小区间变量的取值范围能方便的确定目标函数的单调性.进一步,为了显示求解非概率可靠性指标的计算过程,提出了非概率可靠性指标的改进一维优化算法的计算步骤.讨论了在役桥梁的非概率可...     

AN IMPROVED GENETIC ALGORITHM FOR CONTINUOUS AND MIXED DISCRETE-CONTINUOUS OPTIMIZATION

Modifications to the standard genetic algorithm through a finetuning strategy, a hillclimbing strategy and the use of independent subpopulations coupled with shuffling are described. The improvements obtained are demonstrated using two optimization problems; a continuous variable rainfall-runoff model calibration and a previously-studied mixed discrete-continuous optimization for cost minimization in pressure vessel manufacture. The use of independent Subpopulations and shuffling is found to considerably improve optimizations of the two problems whilst the finetuning and hillclimbing notably improve optimization in the model calibration but not the pressure vessel cost minimization. In the rainfall-runoff modelling the parameter sets obtained by the improved genetic algorithm are more consistent and seem more informative than those obtained with the standard genetic algorithm. With the pressure vessel design problem, lower costs are obtained than in previous studies.     

结构可靠度分析中的改进响应面法及其应用

在以响应面法分析结构可靠度中,提出了一种区别于通常以插值点为中心展开生成样本点组的新方法:在求解过程中,用插值点逐步替代初始样本点组中距离验算点较远的点,目的是使所选取的样本点集中于真实极限状态曲面上的验算点附近,重新构成下一轮迭代所需的一组样本点,直至满足收敛条件。算例表明,采用新方法可使结构的分析次数显著减少,并改善了对非线性程度较高的极限功能函数求解可靠指标的收敛性。同时,将该方法应用于一座拟建自锚式斜拉-悬吊体系桥正常使用极限状态下的可靠度分析中。     

MTMD控制结构地震反应的特性研究

本文对拥有多个调谐质量阻尼(MTMD)的建筑结构在简谐地震作用下的特性进行研究,并将MTMD与TMD进行比较。建筑结构假设为单自由度：MTMD中的n个TMD相互并联,并具有相同质量和阻尼系数,并假设具有等频率分布。分析可得,在已知质量系数的前提下,MTMD系统中MTMD的频率范围、阻尼系数和TMD的数量是MTMD系统的主要参数,它们对建筑结构的响应起主要作用,而且这些参数存在优化问题。优化MTMD对建筑结构的振动控制要比优化TMD更为有效。     

结构—MTMD系统的动力特性研究

对受在底加速度激励时结构－ＭＴＭＤ系统动力特性进行了探讨。通过数值分析。研究了ＭＴＭＤ系统各设计参数之间的关系,给出了ＭＴＭＤ系统最优参数设计建议。     

剪力墙多垂直杆单元模型的改进及应用

对目前多垂直杆单元模型考虑剪切变形的三种方法进行了探讨和对比,提出了一种更为合理的刚度矩阵形式.结合钢筋混凝土拉压滞变模型和剪切滞变模型,可对剪力墙进行非线性分析.最后,提供了一个算例,并与试验结果比较,表明该模型具有较好的计算精度.     

社区地震安全韧性评估系统及应用示范

韧性是指系统在受到外界扰动时抵抗、调整、恢复和适应的能力。北京历史上多次发生重大地震灾害,地震风险非常严峻。提升地震安全(Safety)韧性(Resilience)是北京市防灾减灾工作的重点之一。目前虽然对地震韧性问题已有诸多研究,但是尚缺少可以实操的区域地震韧性评价方法和工具。在北京市地震局的支持下,清华大学团队提出了可操作的社区韧性定量评价方法,并以一个典型社区为研究对象,开展了地震安全韧性评估工作,并开发了相应的系统平台。研究内容主要包括:社区韧性评估体系;建筑系统韧性评估;交通系统韧性评估;生命线系统韧性评估;非实体系统韧性评估;并在此基础上开发了韧性评估系统应用示范软件平台。评估结果表明:该社区整体韧性水平有待提升。其中:交通系统满足需求的能力较其他系统高;建筑系统韧性水平不足,但在不同地震强度下满足需求的能力较为稳定;生命线系统在地震强度较低时韧性水平较高,地震强度较高时韧性水平较低,满足需求的能力与地震强度密切相关。针对上述结果,研究针对建筑系统提出了若干韧性提升措施并进行了讨论。该研究定量评估了包含多个子系统的典型社区地震安全韧性水平,成果可以作为示范为未来北京市范围内...     

基于条件期望的改进线抽样方法及其应用

为减小线抽样可靠性及灵敏度分析计算结果的方差,该文在可靠性与可靠性灵敏度线抽样计算公式中巧妙地运用全方差原理,引入了条件期望,对传统计算方法进行了改进,同时为避免直接计算条件期望将导致计算量增加的问题,该文将计算公式进一步转化成与基本变量维数无关的形式,并采用核密度估计的方法进行求解。该文最后运用MATLAB软件将该文方法应用于工程实例分析,结果均表明：通过对传统线抽样方法的改进,有效地提高了线抽样方法求解失效概率和灵敏度的收敛性和稳定性。     

改进的子空间方法及其在时变结构参数辨识中的应用

本文给出了一种可用于时变结构参数辨识的子空间跟踪方法。子空间方法运用特征分析理论,通过矩阵分解来得到信号子空间。首先将要跟踪的矩阵变换为一种适合在线跟踪的格式,将新的数据信息组合成一个维数不变的矩阵,通过对该矩阵的奇异值分解来更新上一步的信号子空间。这样就避免了对一个不断增长的Hankle阵做奇异值分解,有效的缩减了计算量。将该方法用于机械臂系统,通过施加一个随时间变化的力来改变机械臂的固有频率。选择合适的遗忘因子以协调跟踪能力和辨识仿真结果证实了算法跟踪时变参数的能力。