斜拉索-调谐质量阻尼器系统复模态分析

针对斜拉索减振常用黏滞阻尼器的一些不利因素如安装位置、刚度、耦合运动等,提出斜拉索-调谐质量阻尼器(TMD)系统的减振模型,运用复模态方法分析得到以超越方程形式表达的系统自由振动阻尼特性的解析形式,采用数值方法求得系统最优模态阻尼比和阻尼器最优设计参数的近似解析解．结果表明:斜拉索振动的TMD减振策略能有效克服常用的理想阻尼器安装位置在拉索端部的局限,新的TMD设计参数优化方法同时考虑了TMD系统刚度、质量、阻尼等参数对减振系统模态阻尼比的影响,是适合工程应用的斜拉索减振模型．     

磁耦合调谐质量阻尼器的减振效果研究

根据所建立的磁耦合调谐质量阻尼系统的力学模型,研究了在简谐激励下磁耦合调谐质量阻尼器的运动方程,并对其进行无量纲化处理;利用数值计算分析了系统各个无量纲参数的敏感性,并对参数进行了优化处理.与传统的调谐质量阻尼器(TMD)的减振效果比较,发现磁耦合调谐质量阻尼器不但减震效果比普通的TMD好,而且磁耦合TMD自由移动的空...     

可控式TMD-DTLCD混合调频系统的减振控制策略

工程振动使结构物的固有频率发生偏移,导致被动控制装置调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)或调谐液柱阻尼器(TLCD)的减振效果明显下降.鉴于此,提出了可控式TMD-DTLCD混合调频系统(Controllable TMD-DTLCD Hybrid System,简称CTDHS)的概念,并以被动控制的形式研究了本系统应对结构物频率发生偏移情况下的减振控制策略.介绍了本系统各参数的设置方法,TMD、TLCD以及结构-CTDHS系统的运动方程,并通过算例中CTDHS与普通TMD对结构减振效果的对比,证明了CTDHS的优越性以及减振策略的有效性.     

基于新型TMD的动力学分析

为了提高调谐质量阻尼器(TMD)系统振动抑制性能,提出由惯容器替代传统TMD系统减振质量的新型TMD系统。应用谐波平衡法,预测了系统的幅频响应,并数值模拟验证解析解的正确性;对比在相同外激励下,系统的减振效果。结果表明,要达到相同的振动抑制效果,新型TMD系统质量要小一些。对比分析系统参数对位移的影响,并在一定范围内给出了系统振动情况与参数变化的关系。最后通过系统的能量耗散,进一步证明了新型TMD优良的减振性能。     

TMD对机器激励下多层厂房楼板的振动控制

多层工业厂房楼板在机器扰力下,实测发现楼板竖向速度和加速度超过结构正常使用要求.考虑到施工和使用要求,本文用多个TMD(调谐质量阻尼器)悬挂在楼板特定位置,以减少楼板竖向振动.通过理论推导,设计了多TMD体系的参数,并用SAP2000建立楼板与TMD的振动模型,得到附加TMD后楼板的响应,并与不加TMD的楼板振动响应比较.结果表明,本文设计的TMD可有效减小楼板在机器扰力下的竖向振动响应,减振比达到70％以上.     

调谐惯容阻尼器对斜拉索振动控制的研究

为提升黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,基于"阻尼-惯容-弹簧"的三元被动减振理论,开展了调谐惯容阻尼器对张紧弦斜拉索振动控制的研究。首先,采用有限差分法建立了斜拉索-调谐惯容阻尼器耦合系统的状态空间方程;然后通过复模态分析研究了调谐惯容阻尼器的频率比、阻尼比及惯容比对斜拉索附加模态阻尼比的影响规律,进而获得了调谐惯容阻尼器的最优参数及斜拉索的最大附加模态阻尼比。其次,开展了调谐惯容阻尼器对斜拉索减振控制的数值仿真分析,验证了复模态分析结果的适用性,通过对比调谐惯容阻尼器、黏滞惯质阻尼器和黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,阐明了调谐惯容阻尼器对斜拉索减振控制的优越性。最后,基于耗能效率揭示了调谐惯容阻尼器对斜拉索的减振增效机理。结果表明:与黏滞阻尼器和黏滞惯质阻尼器相比,调谐惯容阻尼器可以显著提升斜拉索的减振效果。     

基于TMD的海上浮动风力机结构振动控制研究

将调谐质量阻尼器(TMD)引入海上浮动风力机结构动力学控制领域,建立了浮动风力机的气动-水动-控制-TMD-结构完全耦合动力学模型,对典型5 MW驳船型浮动风力机进行了TMD参数优化和振动控制研究;通过对5种典型风浪联合载荷工况、有/无配置TMD的风力机的动态响应仿真,研究了TMD的振动抑制效果。结果表明:优化设计的TMD在100 s内使风机塔顶纵向挠度的标准差降低45.7%;TMD使塔根纵向载荷、塔顶纵向挠度标准差降低20%~50%;使叶根纵向载荷、叶尖纵向挠度标准差降低10%~40%。因此,该TMD控制策略可显著减小海上浮动风力机各关键部位的振动响应及载荷。     

MR-TMD结构阻尼振动系统的参数影响分析

提出一种新型的结构振动控制的半主动质量驱动器（MR-TMD）系统,采用半主动控制算法仿真分析了在简谐载荷激励下MR-TMD系统对结构振动控制的可行性和有效性,比较MR-TMD、调谐质量阻尼器（TMD）及主动质量驱动器（AMD）对同一模型结构的幅频特性.分析了磁流变阻尼器的最大出力、最小出力及可调倍数对MR-TMD受控系统的影响.仿真结果表明,MR-TMD作为一种半主动质量驱动器能有效降低结构反应,在简谐载荷作用下半主动MR-TMD控制系统比具有相同质量块参数的最优TMD控制系统具有更好的减振性能,且比TMD受控系统有更大的减振频带宽度.     

地震能量的集中与耗散方法在TMD系统中的应用

在调谐质量阻尼器 (TunedMassDamper,以下简称TMD)的抗震控制中 ,引进能量集中与耗散的方法 ,通过计算机仿真实验对比 ,得出利用能量的集中与耗散方法得到的优化参数 ,更有利于TMD系统的宽频减振     

大跨度叠层连廊步行振动响应及减振控制研究

为研究西安站东配楼大跨度叠层连廊振动舒适度问题,文中通过建立叠层桁架的空间有限元模型,利用Ritz向量法对大跨度叠层结构进行了模态分析和人行荷载振动响应分析,采用调谐质量阻尼器进行了竖向舒适度控制,分析了对连廊振动响应的影响因素。研究结果表明：通过对比不同调谐质量阻尼器布置方案的结构加速度响应,获取了叠层连廊采用多频率被动调谐质量阻尼器的合理方案,布置多频率TMD后连廊结构步频为1.4 Hz和1.5Hz的峰值加速度,相比于原结构的减振率分别为58%和35%,相比于单频率TMD的峰值加速度的减震率提高了9%和25%,布置多个不同频率的TMD对连廊的减振效果减振效果更为明显,舒适度满足设计要求。     

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。     

浮动平台内TMD对Barge式海上浮动风机的振动抑制研究

在Barge式浮动风机的平台内配置调谐质量阻尼器(TMD),首先建立了海上浮动风机的三自由度动力学简化模型,并分别采用工程调频法和遗传算法(GA)寻求最优TMD参数;然后通过计算5种典型风浪载荷工况下有/无TMD的浮动风机的动态响应,研究了TMD在真实海洋环境中对风机的抑振增稳效果;最后在不改变Barge式浮动风机原设计的前提下,将风机部分压舱物等质量替换为TMD,研究了TMD在5种工况下的减振性能。结果表明:最优参数的TMD可使浮动平台俯仰角标准差的抑制率达到47.95%;用TMD替换部分压舱物后,平台俯仰角的减振率可达50%。因此,平台压舱物等质量替换为TMD后,可显著减少风机关键部位的振动响应及载荷。     

基于TMD的多层基准建筑地震响应控制对比研究

国内外开展了很多基于TMD的减震控制研究,但大部分针对不同类型的结构形式,TMD的减震效果也差别较大,这对统一评价TMD装置的减震效果造成了困扰。基于此,研究了基于调谐质量阻尼器(TMD)的建筑结构减震控制问题。首先构建了TMD的力学模型,随后建立了设置TMD的结构的动力分析方法和减震控制方法。以Benchmark模型为工程背景,研究了TMD阻尼器的减震控制效果。结果表明：TMD性能可靠,可以有效减小多层建筑的地震响应。     

基于塑性碰撞的调谐质量阻尼器的参数优化研究

建立了二自由度控制系统的力学模型,在简谐激励下推导了有碰撞调谐质量阻尼器(TMD)的运动方程,并进行无量纲化处理,利用解的同步性推导了内共振条件下有塑性碰撞TMD系统的近似通解,利用数值计算分析了系统各个无量纲参数的敏感性.研究显示,对于有碰撞的TMD系统,间隙比和恢复系数是2个非常敏感的参数,对给定系统,存在最佳间隙比和最佳恢复系数,合理选择碰撞参数,使有碰撞的TMD仍能保持较好的减振效果.     

竖弯涡振控制的调谐质量阻尼器TMD参数优化设计

针对传统调谐质量阻尼器(TMD)的参数优化方法中无法考虑涡激气动力的气动阻尼和气动刚度效应这一问题,通过“类半带宽法”识别线性涡激力模型中相关气动参数,提出考虑涡激力气动阻尼和气动刚度效应的TMD参数优化设计理论模型.以厦漳跨海大桥为工程背景优化设计了用于涡振控制的TMD参数,研究涡激力气动阻尼和气动刚度对TMD最优频率比和阻尼比的影响,并通过风洞试验验证了TMD的涡振控制效果.研究发现,涡激力的气动阻尼和气动刚度效应会对用于涡振控制的TMD最优频率比和阻尼比产生一定的影响,从而影响最终的涡振控制效果.     

风力机结构多重调谐质量阻尼器振动控制对比

单调谐质量阻尼器(STMD)作为一种有效的减振器,常安装在高层结构的顶部.由于结构的空间和承重有限,STMD的安装可能会受到限制,特别是对于如风力发电机这类结构.更重要的是,STMD对多模态振动控制效果有限.为了解决上述问题,采用多重调谐质量阻尼器(MTMD),在预先给定初始配置的基础上,研究风力机MTMD系统参数的约...     

考虑桥面运动的斜拉索减振模型

针对拉索减振模型未考虑桥面-斜拉索-阻尼器耦合振动的现状,提出适用于桥面运动的斜拉索减振分析理论模型,采用复模态分析方法对拉索-阻尼器系统的模态阻尼特性进行数值分析.结果表明,在桥面激励条件下,拉索-阻尼器系统的模态阻尼比与拉索的倾角有关,外部阻尼器相同时,斜拉索的倾角越小,系统的模态阻尼比越小.     

大跨斜拉桥在移动荷载作用下的振动控制

多重调质阻尼器(MTMD)是由多个具有不同频率、不同质量或不同阻尼的调质阻尼器构成的动力吸振器群,被广泛应用于结构的被动控制中.采用频域分析方法考虑TMD在多自由度结构中的布置,推演了具有MTMD多自由度结构振动控制振型广义坐标的频率响应方程,以一座大跨斜拉桥为例,针对结构振动的控制振型,进行了MTMD参数分析,并研究了MTMD控制下斜拉桥在移动荷载作用下的竖向振动,计算结果表明,在随机不平顺桥面条件下,MTMD能够有效减小结构在移动荷载激励下的竖向动力响应.     

斜拉索参数共振分析及控制

针对斜拉桥拉索的参数振动问题,结合工程实例,采用4种不同的计算公式计算了斜拉索的基频,通过分析比较,推荐采用考虑垂度的常用基频计算公式进行斜拉索的参数共振分析.分析结果表明,黄浦桥的中长斜拉索可能会发生参数共振.采用的黏性剪切型外置式阻尼器可以给斜拉索提供足够的附加阻尼,使拉索各受控振型的对数衰减率均达到0.03以上.     

拉索减振阻尼器的理论分析

在总结S．Krenk研究工作的基础上，指出了S．Krenk在推导非线性阻尼器拉索振动方程中的一些不完善之处，经过改正后推导出非线性阻尼器拉索振动的模态阻尼比公式，并对公式中各参数对阻尼比大小的影响用Matlab程序进行了分析研究，最后对阻尼器的参数优化设计提出了一些建议．