渤海某平台磁流变智能阻尼隔振控制

目的 研究了利用主动变阻尼控制系统优化方法设计磁流变智能阻尼隔振平台结构，为实际工程利用磁流变阻尼器为结构减振设计提供方法。方法 采用ANSYS软件提供的结构刚度矩阵庞大，不易进行半主动和主动控制系统设计，根据ANSYS有限元分析提炼出简化计算模型，基于主动最优控制设计方法，设计了磁流变阻尼隔振系统，进行了冰激振动和地震动作用下的磁流变阻尼智能振动控制反应分析．结果 该平台半主动磁流变阻尼隔振体系对导管架端帽处最大位移和甲板处最大加速度均有很好的控制效果，隔振层位移满足采油工艺要求．结论 主动最优控制设计方法是一种很好的设计方法，具有广泛的应用前景；对于平台结构半主动磁流变智能阻尼隔振体系是较好的控制方案．     

海洋平台灰预测和支持向量机的逆控制

导管架式海洋平台在随机波浪等外载荷作用下极易产生有害振动,且其动力响应具有极强的非线性和时变性,采用被动控制方法和基于精确数学模型的主动控制方法控制海洋平台的有害振动很难达到理想的控制效果.结合灰预测和支持向量机的优点,提出了基于灰预测和支持向量机的自适应逆控制方法,并将其与动态刚度阵法相结合应用于导管架式海洋平台的振动主动控制中.数值算例分析表明,该控制方法可有效地控制波浪和风载荷作用下引起导管架式平台的有害振动,并能解决由于控制信号传输等原因引起的时滞问题.     

海洋平台隔振结构限位器设计

为了保证海洋平台隔振结构在罕遇地震下的可靠性,避免隔振层导油管破裂而造成经济损失,利用锥形形状记忆合金阻尼器和摩擦阻尼器对其进行限位,基于结构振动控制理论分析了在罕遇地震作用下的减震效果及限位效果,分析结果表明锥形形状记忆合金限位器能对平台隔振结构进行有效地限位,限位效果好于摩擦阻尼限位器.锥形形状记忆合金阻尼器还具有自复位、多向耗能的优点,可较好地满足采油工艺要求.     

准零刚度柔性隔振超结构设计与仿真分析

针对如何有效抑制低频微振动问题,本文提出了一种可多层叠加的准零刚度柔性隔振超结构。基于柔性机构理论,利用形状优化方法设计了单层准零刚度柔性结构。基于大变形理论结合打靶法,分析了柔性结构的静力学特性,并利用有限元仿真进行了验证。将单层隔振结构进行堆叠,构造了多层准零刚度柔性隔振系统,建立了其有限元模型和多自由度简化模型,研究了其隔振特性,并讨论了阻尼和层数对隔振性能的影响。结果表明：在有效隔振频率区间,随着层数增加,起始隔振频率向低频移动,隔振效果得到明显提升。     

空间柔性耦合系统振动功率流传递特性

针对动力设备的振动和噪声控制问题，通过六维空间单层[1]弹性浮筏的多机组隔振理论分析计算模型，导出弹性浮筏传递功率流的表达式，绘制功率谱曲线，从振动能量传输的角度来评价浮筏系统隔振效果，揭示机组的质量、筏架阻尼等结构参数对功率流传递的影响，最终给出浮筏设计中结构参数选择的一般准则．     

某光学测量平台的车载运输隔振设计与测试

精密光学测量平台在车载运输过程中会受到振动与冲击,振动量级直接影响测量平台的精度与可靠性.因此有必要对光学测量平台进行运输隔振设计.首先基于单质体多 自由度振动理论对光学测量平台动力学模型进行简化分析,提出了 一种光学测量平台的被动隔振方案.然后利用典型工况的路谱作为激励进行随机振动分析并预估振动量级,最后依据实际工程经验进行路面运输试验.试验结果表明,在二级公路以60 km/h匀速行驶的工况下,平台上精密光学元件安装处的垂向振动传递率为0.26,且高频激励(20～250 Hz)有显著衰减,验证了光学测量平台隔振方案的合理性与有效性.     

隔振平台多自由度数字化主动阻尼的一种实现

在用数学模型分析的基础上，提出了应用关于质心的3-自由度独立主动阻尼的方法来消除多自由度系统中再耦合现象，同时给出了该独立主动阻尼的条件及速度反馈算法．介绍了隔振平台的3-自由主动阻尼实现原理及其结构方框图．研究结果表明，该方法实现了主动阻尼控制量完全解耦，同时又不影响主动阻尼效果．     

高耸烟囱地震控制研究

结合烟囱特点,提出了一种高耸烟囱地震控制的新方法——上部层间隔振法。采用这种方法控制后的烟囱,在地震荷载作用下,其振动(包括位移和加速度)得到明显控制,采用数值分析,通过三座烟囱实例,对隔振层的一些力学参数及隔振层的设置位置都作了详尽的数值分析,经过比较,优化出隔振层的最佳力学参数及其设置位置,验证了控制效果,描述了隔振层的振动控制机理及其计算模型,提出了隔振层模型的实现方法。     

结构动力分析中的阻尼模型研究

阻尼是结构振动中的基本特性之一,是结构抗震分析中一个重要的因素．结构在不同振型的阻尼比会有所不同,这是因为在结构的阻尼耗能主要是摩擦耗能的情况下,摩擦耗能取决于楼层和楼层之间的相对位移,不同的振型所表达的楼层间的相对位移不一样,当然每个振型的阻尼比也会不一样,现行抗震规范把所有振型的阻尼比取为相同常数的做法不尽合理．探讨了在低幅值震动和强震中合理阻尼比的取值,通过其他各阶振型阻尼比与基本振型阻尼比的关系,提出了在结构动力时程分析中较为合适的瑞利阻尼模型以及推动阻尼研究需要解决的几个问题．     

基于决策树的导管架海洋平台损伤定位

目的为提高导管架平台损伤定位的精确性和鲁棒性．方法将决策树模式识别分类方法与结构振动响应结合引入海洋平台的损伤定位,以节点的一阶模态振型差、斜率差、曲率差为损伤决策树属性构建决策树进行损伤定位．最后通过一个三腿导管架海洋平台的损伤定位验证所提方法的有效性．结果提出了一种基于决策树与振动响应的海洋平台损伤定位方法,数值算例表明该方法随着噪声水平的加大和损伤程度的降低,损伤定位的准确率不断下降．运用该方法进行实验模型的损伤定位精度高于90％．结论该方法具有较好的定位效果,在实际工程中有一定的适用性和实用价值．     

压电混合约束层阻尼梁结构的振动控制

为提高主被动混合压电网络的振动控制频带,结合主被动混合压电网络和被动约束层阻尼结构各自的优点,提出了一种压电混合约束层阻尼结构用于悬臂梁结构的振动控制。利用复剪切模量模型描述粘弹性材料的力学特性,运用Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导压电混合约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型。在此基础上,采用速度反馈控制策略设计主动控制器,并对系统的开环和闭环特性进行数值分析。分析结果表明,与主被动混合压电网络相比,压电混合约束层阻尼结构具有更显著的振动控制性能和更宽的振动控制频带。而且这种压电混合约束层阻尼结构可以很容易地推广到对其他结构的振动控制。     

多层环形钢板阻尼器隔振系统建模与仿真研究

为了满足航空航天等特殊工况下阻尼减振的需要,研制了多层环形钢板阻尼器,该阻尼器借助于载荷作用下多层金属环之间的摩擦力实现阻尼隔振,并进行了多层环形钢板阻尼器的结构设计;根据动力学原理,建立了阻尼器的振动系统模型及系统方程;利用相轨迹方法获得了自由振动相图;以实验研究为基础进行了动态仿真,并对仿真结果加以分析,获得了多层环形钢板阻尼振动系统的动态特性。     

主动控制的高精度隔振平台的仿真

高精度隔振平台以的环境微振动干扰是复杂的,因此研究了隔振平台动力学和主动控制方案,对复杂振动环境下采用电磁力控制的高精度隔振平台作了计算机仿真,根据仿真结果,比较了平台系统各参数对平台主动和被动隔振效果的影响。     

隔振支座对大跨度网壳的振动控制分析

本文通过建立了橡胶隔振支座与设置隔振支座的网壳结构的力学模型,研究了隔震支座控制下,大跨度空间单层柱面网壳结构在地震作用下振动响应,结果表明:隔震支座对结构的振动可以起到良好的控制作用,但地震强度对隔震支座耗能能力影响较大,在最大水平行程内,地震强度越大,耗能能力越强;在不同地震波作用下,隔振网壳结构体系的振动控制效果有所不同,其中:EL Centro波作用的结构被动控制效果最佳。     

预应力混凝土部分斜拉桥的阻尼特性

以塔梁固结、墩梁分离的预应力混凝土部分斜拉桥为对象,通过桥梁的振动试验分析这类结构的阻尼特性,在此基础上应用非正交阻尼理论研究构件阻尼与振型阻尼比之间的关系,验证在小阻尼条件下结构振型阻尼比可以通过构件阻尼效果线性叠加得到的假定.讨论应变能比例阻尼理论计算结构振型阻尼比的特性,并利用实测和理论结果的对比探讨这类结构的构件阻尼比.结果表明,预应力混凝土部分斜拉桥的竖弯和扭转振型的阻尼比约为1%,小于普通预应力混凝土连续梁桥;应变能比例阻尼理论可近似估算结构的振型阻尼比,预应力混凝土主梁、混凝土墩塔、钢拉索和场地的材料阻尼比建议分别在1.0%、1.2%、0.1%、4.0%附近取值．     

锻锤隔振基础动力特性实例分析

为了解决锻锤工作时冲击振动对环境的危害,以带混凝土配重块的锻锤隔振基础为例,从工程应用角度出发,根据振动理论建立了两自由度锻锤隔振基础体系模型,运用线性加速度方法计算冲击振动作用下的基础振动响应.同时还针对力学模型中的质量、刚度和阻尼等动力参数进行优化分析,并运用有限元方法分析混凝土配重块的冲击应力分布状况.锻锤隔振基础优化后的动态参数为:质量比60～ 110,隔振频率2.5～4.0 Hz,阻尼比0.2～0.3.     

隔震换能系统的Simulink动态仿真

建立了隔震换能结构体系的数学模型,并应用Simulink实现了系统的动态仿真分析．以1个5层框架隔震结构为例,讨论了隔震换能系统的振动控制效果,研究了隔震层阻尼和地震输入强度对换能效果的影响．研究结果表明,隔震换能系统具有振动控制效果好,换能效率高等优点．     

大空间结构上空气源热泵机组减振研究

基于一6层大空间框架结构的工程实例,列举了其屋面空气源热泵机组运行时,屋面及顶层楼面的振动情况,分析了机组运行引起的建筑结构振动的原因;在屋面支承梁与机组原隔振层下钢梁之间增设隔振层,形成双层隔振系统;建立了刚性基础双层隔振模型以及机组一屋面耦合的双层隔振模型,对比分析了大跨度结构对于机组减振效率的影响;列举了实施双层隔振后实测的减振效果.分析和测量结果表明,大跨度建筑结构楼、屋面竖向刚度偏低,不利于抑制由机组运行产生的微振动;对于大跨度结构而言,常规的振动传递率设定偏低,应结合建筑物的使用功能提高减振标准,振动传递率控制在0.01左右可得到比较理想的减振效果.     

空间柔性耦合系统振动功率流传递特性

针对动力设备的振动和噪声控制问题,通过六维空间单层[1]弹性浮筏的多机组隔振理论分析计算模型,导出弹性浮筏传递功率流的表达式,绘制功率谱曲线,从振动能量传输的角度来评价浮筏系统隔振效果,揭示机组的质量、筏架阻尼等结构参数对功率流传递的影响,最终给出浮筏设计中结构参数选择的一般准则.     

聚氨酯-橡胶复合阻尼材料减振优化设计

隔离自由阻尼是在传统的自由阻尼结构上建立起来的一种减振处理方法。本文以隔离自由阻尼理论为基础,提出以硬质聚氨酯泡沫作为隔离层、橡胶为阻尼层制备成用于抑制结构振动的聚氨酯-橡胶隔离复合阻尼材料。利用模态叠加原理和Lagrange方程,在考虑阻尼层剪切变形的基础上,推导出了隔离自由阻尼悬臂梁的控制方程。在钢板悬臂梁上敷设隔离层与阻尼层厚度比值为1～3以及具有分段式隔离层的聚氨酯-橡胶复合阻尼材料,并通过单点锤击实验从幅频曲线、复合损耗因子、模态频率等方面对悬臂梁模型的减振性能进行了对比分析。结果表明：隔离层与阻尼层的厚度比值由1增加至3时,模型的振动响应峰值降低了13%～62%,同时损耗因子明显升高;当厚度比超过1.5时,材料对模型低阶模态的减振效果持续提高,而高阶模态的减振效果趋于稳定;分段式隔离层的设计降低了隔离层的抗弯刚度,扩大了阻尼的层的处理面积,模型振动响应峰值降低了27%以上,且并未显著增加阻尼处理的附加质量。研究结果揭示出：在聚氨酯-橡胶隔离复合阻尼材料的阻尼层厚度不变的情况下,增大隔离层与阻尼层的厚度比有助于提高复合阻尼材料的减振性能;分段式隔离层的设计在此之上能够进一步改善复合材料的阻尼性能。