基于极点配置算法的黏滞阻尼器优化设计

为克服常用极点配置算法的局限性,提出基于实模态空间解耦的极点配置算法,该算法求得的反馈增益矩阵中位移反馈增益始终为零,符合黏滞阻尼器特性。基于该反馈增益矩阵采用等效最优控制法进行参数优化设计,并提出基于阻尼器耗散能量的位置优化设计方法。在上述研究的基础上给出了黏滞阻尼器优化设计流程,并以某20层实际结构进行数值模拟,分析结果表明,被动控制系统性能与对应主动控制系统的性能相近,达到预期效果,验证该设计流程的有效性与正确性。     

新型调谐黏滞质量阻尼器对斜拉桥的减震控制分析

以一种新型的调谐黏滞质量阻尼器（Tuned viscous mass damper, TVMD）作为控制装置,实现了对斜拉桥的控制模型建立及减震控制分析,探讨了TVMD装置减震的适用性和有效性。基于TVMD装置的工作原理和力学模型,建立了多自由度空间结构多TVMD控制装置在地震激励下的状态空间控制模型和传递函数模型|基于H2控制理论,以结构控制目标响应传递函数的H2范数作为优化目标,提出了利用分步参数扫描进行多TVMD控制装置参数优化设计的方法|以南京长江三桥作为控制对象,针对其在纵桥向地震激励下的振动,分别以TVMD、调谐质量阻尼器（TMD）和黏滞阻尼器（VD）作为控制装置,进行了控制方案的设计与效果的对比分析,对比分析结果表明,TVMD减震控制装置具有更为显著的减震效果及更优的耗能效应。     

跨层布置调谐黏滞质量阻尼器优化设计

文章提出了单模态和多模态控制的调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)跨层布置设计策略。该策略包括跨层布置、迭代优化和时程验证三个模块。在单模态控制策略中,基于结构相隔两质点一阶振型向量差,借助固定点优化方法确定TVMD的设计参数。在多模态控制策略中,首先利用振型参与质量系数筛选有效的设计模态,其后借助振型参与向量确定每个TVMD的设计控制模态,基于固定点方法拟定TVMD的设计参数。在迭代过程中,将三条设计地震动作用下的最大层间位移角作为更新每个TVMD振型质量比的性能指标。为了验证所提出的设计方法的可行性和有效性,利用FEMA-695中44条远场地震动分别对10层和20层benchmark模型进行时程分析。模拟结果表明,所提出的单模态控制策略适用于中低层结构的位移控制,多模态控制策略以较低的成本显著减小高层结构的位移和加速度响应。     

高层工业煤气厂房在多重调谐质量阻尼器与黏滞流体阻尼器共同作用下的地震控制效果分析

高层工业煤气厂房在地震作用下振动较为剧烈,故对其在不同地震作用下的振动控制,也成为了当下研究的重点。通过运用ANSYS有限元软件构建了三维高层工业煤气厂房有限元模型。模态分析显示,结构扭转模态出现较早。施加减振措施时,不但对弯曲振动还要对扭转振动加以控制,故对其层间位移、顶层位移加速度及角加速度进行振动控制分析。为此,在结构上分别加设钢支撑、多重调谐质量阻尼器(MTMD)、黏滞流体阻尼器及MTMD与黏滞流体阻尼器混合单元后,施加地震作用,进行动力时程对比分析,进而研究4种减振措施对地震控制效果的有效性。结果表明:多数情况下,运用MTMD与黏滞流体阻尼器混合单元进行控制效果较好。     

调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器减震性能对比研究

基于5层钢框架模型,通过试验对比了在地震激励下调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器的减震性能,并探究了频率失调等因素的影响。通过数值模拟实现了两种阻尼器的优化设计,以考察充分发挥其性能的工况下,两种阻尼器的减震效果以及阻尼器相对位移行程的对比。研究表明：在频率调谐时,调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器均能显著降低主体结构位移和加速度响应,调谐型颗粒阻尼器的减震效果更好,具有一定的减震优势,并且调谐型颗粒阻尼器的相对位移行程更小、减震频带更宽;当两者均为最优设计时,减震效果相当,但是最优化调谐型颗粒阻尼器系统的阻尼器与主体结构之间的相对位移更小,可降低相对位移幅值24.5%,并且具有更好的鲁棒性。     

近场脉冲型地震作用下黏滞阻尼器对双柱#br# 摇摆桥墩减震作用研究

为研究黏滞阻尼器对双柱摇摆桥墩在近场脉冲型地震作用下的减震作用,基于摇摆刚体假定和拉格朗日方程,对采用黏滞阻尼器的双柱摇摆桥墩进行实例分析、参数分析和抗倒塌能力分析。研究结果表明：黏滞阻尼器可减小双柱摇摆桥墩的地震位移反应,且作为速度型阻尼器,其在近场脉冲型地震作用下的减震效果比远场地震更为显著;在近场脉冲型地震作用下,随着黏滞阻尼器的无量纲阻尼常数(λ)的增大和阻尼指数(n_v)的减小,桥墩位移反应随之变小,当阻尼器失效位移大于120mm时桥墩峰值位移反应无显著变化;黏滞阻尼器的减震作用可有效提高双柱摇摆桥墩在近场脉冲型地震作用下的抗倒塌能力,λ越大和n_v越小,桥墩的抗倒塌能力越强。     

土木工程结构振动控制的最佳多重调谐质量阻尼器模型

刚度和阻尼系数保持常量但质量不同的频率线性分布的FD-MTMD能够提供更好的有效性和鲁棒性且最易制作。但是，FD-MTMD存在近零最优平均阻尼比。鉴此，本文提出了刚度和阻尼系数保持常量但质量线性分布的MD-MTMD新模型策略。数值结果表明，MD-MTMD不存在近零最优平均阻尼比，MD-MTMD和FD-MTMD能够近似地达到相同的鲁棒性和有效性。而且，总的来说，MD-MTMD的冲程小于FD-MTMD的冲程。因此。MD-MTMD是土木工程结构振动控制的最佳MTMD模型策略。     

设置黏滞阻尼器的斜拉索风致振动控制研究

基于Galerkin方法,建立风荷载作用下考虑垂度影响斜拉索-黏滞液体阻尼器(Viscous Fluid Damper,VFD)系统的非线性动力方程及其状态方程。分析斜拉索-VFD系统的动力特性;评价预应力和单位质量对斜拉索自振频率的影响。在时域内计算分析斜拉索-VFD系统风致动力响应。结合工程实例,基于ANSYS软件在时域内通过数值验证VFD对斜拉索风振控制的效果。结果表明,VFD能够有效地控制斜拉索的风致振动。VFD对斜拉索的风振控制具有一定的工程应用价值。     

池式调谐质量阻尼器的动力分析

定义了池式调谐质量阻尼器(TMD),运用调谐液体阻尼器(TLD)与TMD相结合的方法综合考虑其总体动力效应;同时推导了结构与TMD、TLD以及池式TMD系统的运动方程.以结构物室内游泳池为例,研究了不同池长设计值的池式TMD在风振与地震激励下对结构的控制性能,对比了相应TMD、TLD的控制效果,并运用相位差分析的方法对池式TMD的设置提出了建议.结果表明:池式TMD经优化设计后可取得与普通TMD相近的控制效果,均远优于TLD;同时,池式TMD较普通TMD更经济且更具实用价值.     

结构增强调谐质量阻尼器控制研究

提出了结构增强调谐质量阻尼器(ETMD)装置。新装置是在调谐质量阻尼器(TMD)的基础上,在质量块与地基之间设置一个附加粘滞阻尼器而构成。将ETMD最优参数的评价准则定义为:设置ETMD的结构均方根位移(解析式)的最小值的最小化。在频域内评价了附加阻尼对ETMD控制结构位移响应的最优参数、有效性和冲程的影响,并与TMD装置进行比较。数值结果表明,ETMD的振动冲程控制明显优于TMD。     

基于能量和控制效果指标的黏滞阻尼器优化设计

提出以能量和控制效果指标为目标函数的黏滞阻尼器优化设计方法。基于黏滞阻尼器参数对其滞回曲线的影响,在分别以加速度控制效果指标和能量为目标函数的情况下,采用遗传算法对黏滞阻尼器进行了布置及参数的同步优化,在综合考虑了位移控制效果指标、加速度控制效果指标及能量的情况下,再次对黏滞阻尼器进行了优化设计,将三种黏滞阻尼器优化设计结果与传统设计结果进行了比较,并分析了四种阻尼器设计结果对地震的敏感性。研究表明:考虑能量的黏滞阻尼器优化设计是有效的,在目标函数中引入能量可以减小设计结果对地震波的敏感性。     

用主动调谐质量阻尼器控制建筑物的地震反应

用主动调谐质量阻尼器控制建筑物的地震反应地震、风载引起高层建筑的动态反应早已引起土木工程师的极大兴趣．过去的二三十年中，为抑制结构振动，曾研究出若干被动和主动控制装置。在这些装置中，将质量块作为吸能系统的研究，已取得很多成果，如ＧＢ．Ｗａｒｂｔｈｅｎ...     

基于黏滞阻尼器的框架结构随机地震响应分析

考虑到地震动具有随机性,利用平稳过滤白噪声地震动模型,首先建立黏滞阻尼结构的动力方程,运用虚拟激励法将平稳随机地震激励转化为简谐振动分析,求解黏滞阻尼结构在随机地震作用下的响应,然后通过选用相同数量的阻尼器在最大层间位移处集中布置、循环布置、权数布置三种布置方案,对比分析布置前后结构的地震反应,得出最优的黏滞阻尼器空间位置布置方案。由此可知,黏滞阻尼器具有明显的减震效果,得到的黏滞阻尼器布置建议对抗震设计和加固具有参考意义,同时使用虚拟激励法能高效快捷的求出结构的随机响应。     

基于响应比的简化黏滞阻尼器弹塑性设计方法研究

安装黏滞阻尼器能有效提高结构的抗震性能,已在工程实践中被大量应用。引入结构响应比的概念,并在响应比的基础上给出了简化黏滞阻尼器的弹塑性设计方法。在设计过程中,首先,使用pushover方法确定黏滞阻尼器的安装楼层并计算响应比值;然后,根据响应比直接求出黏滞阻尼器需提供的近似附加阻尼比;最后,计算并确定黏滞阻尼器的相关设计参数。为验证提出设计方法的合理性和有效性,对一个六层的钢筋混凝土框架结构进行了时程分析验证,结果表明:设计的减震结构能很好地满足不同地震水准下的性能设计目标,并可以直接求出阻尼器提供的附加阻尼比,避免了大量的迭代计算。     

液体黏滞阻尼器在超高层结构上的抗风效果分析

在地震和大风环境下,加设液体黏滞阻尼器是高层和超高层建筑最有效的结构振动保护措施。深入分析了4个国内外已经建成和将要建造的安置液体黏滞阻尼器的以抗风为主的超高层建筑,并对液体黏滞阻尼器的减振效果和安置方式做了评述。对我国首次使用液体黏滞阻尼器的北京银泰中心和首次使用套索支撑阻尼器的天津国际贸易中心的计算分析、抗风设计做了阶段性的经验总结,最后简单介绍了以抗风为主的液体黏滞阻尼器所需具备的特殊要求。     

黏滞阻尼器控制偏心结构扭转耦联振动效果分析

为了有效控制地震作用下偏心结构扭转耦联振动所引起的灾变问题,在理论分析和数值计算的基础上,建立了地震作用下偏心结构的扭转耦联运动方程,通过研究黏滞阻尼器对偏心结构扭转耦联振动的控制效果,对比分析4种黏滞阻尼器常用布置方案下偏心结构的地震响应,量化了黏滞阻尼器和钢支撑共同保护作用下对偏心结构减震效果的影响。研究结果表明:设置有黏滞阻尼器的偏心结构,在双向地震作用下偏心结构最大层位移和层间位移角均得到有效的控制;在多遇地震作用下黏滞阻尼器人字型布置方式对控制偏心结构扭转效果明显,罕遇地震作用下不同布置方式的控制效果相差不大,其结果可为地震作用下类似的偏心结构扭转效应的振动控制提供借鉴参考。     

结构被动和主动多重调谐质量阻尼器控制策略的发展

广泛评述了被动多重调谐质量阻尼器(MTMD)的研究现状，提出了结构主动多重调谐质量阻尼器(AMTMD)和多重主被动调谐质量阻尼器(MAPTMD)的新控制策略，介绍了从AMTMD和MAPTMD的研究进展，并指出了进一步研究的发展方向。     

质量阻尼器的减震分析

本文基于调谐质量阻尼器的工作原理,设计了一种新型质量阻尼器,即利用质量球在设计曲面轨道中的滚动来进行振动控制。文章通过理论推导对曲面进行参数优化,得出最优曲线函数,再进行相关验证并得出结论。     

新型抗冲击型黏滞阻尼器的力学性能研究#br#

现有特大跨桥梁结构横向减震系统在体系转换过程中会产生巨大的冲击力和刚度突变,针对该问题,研发了一种新型抗冲击型黏滞阻尼器。通过落锤冲击试验,模拟剪力销剪断瞬间产生的冲击力,研究冲击力对阻尼器性能的影响。试验结果表明,研发的阻尼器为速度相关型阻尼器;在冲击力作用瞬间,装置的位移量非常小,具有较大的刚度,可保证结构体系的稳定转换;可根据实际工程的需求调整剪切间隙,满足不同阻尼力的需求。从计算流体力学角度,采用Fluent软件的六自由度运动模型结合动网格技术,能够很好地模拟阻尼器的力学性能。引入速度相关系数、间隙系数和调整系数,反映黏滞液的黏度、剪切间隙等因素对阻尼器力学性能的影响,提出了新型抗冲击型黏滞阻尼器的力学模型,用于指导阻尼器的初步设计。     

黏滞阻尼器凸轮式响应放大单自由度减震体系的地震反应分析

为了研究黏滞阻尼器凸轮式响应放大装置的减震控制,基于对其工作机理和阻尼力计算公式的已有研究,建立了安装黏滞阻尼器凸轮式响应放大装置的单自由度体系运动方程和能量方程,对安装黏滞阻尼器的单自由度体系和安装黏滞阻尼器凸轮式响应放大单自由度体系进行了地震反应分析对比,包括:对具有相同阻尼系数的黏滞阻尼器,进行了多遇地震作用下的控制效果分析和能量分析;对El Centro波作用下具有相同位移控制效果的不同阻尼系数的黏滞阻尼器,进行了罕遇地震作用下的控制效果分析和能量分析.结果表明,该装置在不同强度地震作用下对位移、速度、阻尼力等响应具有明显的放大作用,安装阻尼系数较小的阻尼器可达到直接安装阻尼系数较大阻尼器相同的减震和耗能效果,且具有在不同强度地震作用下位移不失效的优点.