采用颗粒调谐质量阻尼器的钢框架结构振动台试验研究

通过附加和不附加颗粒调谐质量阻尼器的5层钢框架振动台试验,研究其在实际地震波以及上海人工波激励下的减震效果。通过调整不同悬挂长度（频率比）、质量比、颗粒到阻尼器壁净距等参数,分析阻尼器参数对其减震效果的影响。试验结果表明：不同地震作用下该类阻尼器均能达到较好的减震效果,其中上海人工波的减震效果最好;对于多层钢框架结构,阻尼器能够有效控制第1振型的振动,但是对于高阶振型的控制作用无法保证;当阻尼器频率与主体结构基频相同时,能够达到最优减震效果,而当二者频率不同时,依然有一定的减震效果,说明其具有一定的鲁棒性;在合适的质量比（0.66%）下,阻尼器能够达到最佳减震效果;当颗粒到容器内壁净距为1.6D~3.6D时,可使阻尼器响应最小,且减震效果较好。     

颗粒阻尼器减震控制的试验研究

颗粒阻尼器是广泛应用在机械工程和航空航天领域的有效的减振控制装置,但其在土木工程中的应用还处在起步阶段。通过三层钢框架附加颗粒阻尼器的振动台试验,考察了该装置对建筑结构的减震控制效果。试验研究表明:附加很小质量比(2.25%)的颗粒阻尼器能够减小主体结构的响应,尤其是均方根位移响应,但是其减震性能受到输入激励特性的影响,也和主体结构的振动幅度有关。颗粒阻尼器在颗粒流的运动形式下能够取得较好的控制效果。     

简谐波作用下颗粒阻尼器性能试验研究

通过单层钢框架振动台试验,研究简谐波激励下颗粒阻尼器的附加颗粒质量比、填充率、颗粒粒径、数量、材料,激励强度和频率等参数对颗粒阻尼器性能的影响。试验结果表明:附加颗粒阻尼器的单层钢框架在简谐波激励下减振控制效果良好;质量比和填充率是影响颗粒阻尼器性能的两个重要参数,较大质量比、较大填充率时阻尼器减振控制效果好;颗粒粒径、数量、材料对阻尼器性能影响不大;激励频率接近和大于结构基频时,颗粒阻尼器可以很好地抑制结构响应;颗粒阻尼器性能随激励强度增加先提高后趋于稳定;附加颗粒比附加相同质量的配重更能有效控制结构的共振响应。     

附加PTMD风力发电机结构减振控制试验研究

通过开展附加颗粒调谐质量阻尼器(particle tuned mass damper, PTMD)风力发电机结构模型的自由振动试验和振动台试验，研究PTMD自身参数对其减振性能的影响规律，检验PTMD用于降低风力发电机结构不利振动的合理性与有效性，揭示随机激励下耦合系统的工作机理。借助自由振动试验研究了设计参数对PTMD减振性能的影响规律，初步确定了系统的参数配置。同时，通过地震波激励工况、风荷载激励工况和风-地震耦合荷载激励工况对风力发电机结构使用PTMD进行振动控制的合理性与有效性进行了检验，进一步揭示随机激励下耦合系统的减振机理。试验结果表明：颗粒-腔体质量比和频率比参数分别取值0.27和0.97时PTMD表现出较好的减振性能；3种随机激励下PTMD能够有效抑制风力发电机结构的动力响应，其中，El Centro波作用下，PTMD对结构顶部加速度和位移峰值响应的控制效果分别为5.52%和7.73%,而对均方根响应的控制效果则高达33.3%和32.08%。由此可见，PTMD对均方根响应的控制效果优于峰值响应。对比传统调谐质量阻尼器(TMD)结果可知，经合理设计的PTMD具有更佳的减振...     

基于能量的非堆积型多颗粒阻尼器减振机理分析

为进一步研究非堆积型多颗粒阻尼器(NPPD)减振机理,从能量角度基于等效连体惯容质量模型(DIMEM)对NPPD依次进行物理参数对应减振机理分析及振动控制过程中能量变化规律分析。首先对DIMEM模型进行简介,重点陈述DIMEM模型的建立、DIMEM-单自由度结构运动微分方程及试验验证。在此基础上,定义周期耗能指标及周期动量交换指标,并据此进行物理参数影响机理分析。最后,基于DIMEM模型依次进行自由振动、共振简谐激励及地震作用下减振效果分析,并重点对系统运动过程中能量变化规律及耗能占比进行讨论。结果表明多颗粒阻尼器减振效果变化规律受耗能及动量交换综合影响,单纯依靠耗能机理较难对NPPD减振效果变化规律进行解释。振动控制过程中系统能量主要通过颗粒之间相互作用进行耗散。基于DIMEM模型的NPPD减振机理及减振效果分析对于进一步认识颗粒阻尼器及颗粒阻尼器优化具有重要研究意义。     

#br# 颗粒阻尼器的研究进展及其在土木工程中的应用展望

介绍颗粒阻尼技术的概念及发展历史,简要分析颗粒阻尼器(particle damper, PD)在机械、航空及航天领域中的研究现状,着重探讨其在土木工程领域的适用性及发展方向。按照颗粒阻尼器在土木工程中的工程需求及适用性,依据在振动方向上颗粒与容器壁之间是否存在间隙,将颗粒阻尼器划分为堆积型和非堆积型两类。分别系统地阐述堆积型与非堆积型颗粒阻尼器减振机理及性能的理论分析、数值模拟和试验研究以及影响其性能的因素。同时经过对比分析可知在土木工程领域,非堆积型颗粒阻尼器的减振效果显著优于堆积型颗粒阻尼器的减振效果。最后,指出适用于土木工程结构减震的颗粒阻尼器目前理论模型、设计方法及实际应用中存在的一些问题及不足,并对其研究与发展方向提出建议。     

泰达尔50-6型MRD阻尼器电流影响下的阻尼力特性试验分析

磁流变阻尼器因为其阻尼力大、阻尼力变化可控的特性,被应用在驾驶员座椅减振结构上。泰达尔50-6型MRD阻尼器是为驾驶员座椅减振结构开发的一款阻尼器。为了了解该减振器的阻尼特性,在试验台上进行了磁流变阻尼器在正弦输入信号的激励下阻尼特性试验,给出了试验结果,并讨论了阻尼器在不同控制电流下的阻尼力变化结果。     

颗粒阻尼器减振性能的振动台试验研究

为了明晰颗粒阻尼器的减振性能,以铝制框架结构为研究对象,设计制作了颗粒阻尼器。通过振动台试验,研究了结构在简谐波和地震波下的振动特性,分析了阻尼器中颗粒的大小、质量等参数对颗粒阻尼器减振效果的影响。结果表明:颗粒阻尼器能够降低结构在振动时的位移;采用不同质量和不同直径球体的颗粒阻尼器对结构减振的效果有所差异。在不规则波作用下,颗粒阻尼器减振效果良好,结构顶端位移和加速度均有明显下降。     

耗能型粘滞阻尼器在高层建筑制振作用的研究

目前国内外很多学者致力于工程结构抑制振动方面的研究，文章着重探讨了耗能型粘滞阻尼器在高层钢结构建筑制振方面的作用，介绍了耗能型粘滞阻尼减振装置的作用机理，提出了安装耗能粘滞阻尼减振装置的高层建筑的设计思路，并通过模型计算来验证耗能型粘滞阻尼器对于工程减振的作用。     

半主动变阻尼结构的振动台试验研究

本文对新设计的一种新型磁流变阻尼器的力学性能进行了试验研究。通过试验,建立了阻尼器的力学模型。将阻尼器安装在一1:6三层钢框架结构模型上,进行了模拟地震振动台试验。试验中采用被动和半主动控制方法,输入不同的地震波,对结构进行了振动控制研究,了解半主动变阻尼结构的动力特性。振动台试验结果表明,在输入不同地震波时,被动控制的减振效果变化较大,而半主动控制对结构在不同地震波输入下均有较好的减振效果,另外,磁流变阻尼器在结构中的安装位置不同对结构的减振效果也有一定的影响。最后论文对比研究了被动控制结构和半主动控制结构动力反应试验结果及弹塑性分析结果,试验与计算结果符合较好。     

内置挡板调谐液体阻尼器对高层结构的地震反应控制研究

提出一种新型调谐液体阻尼器--内置横向挡板的调谐液体阻尼器(TLDEB).通过在普通调谐液体阻尼器(TLD)装置中设置横向挡板,使液体绕流时产生附加阻尼来增强其耗能作用,以改善TLD对高层建筑的减振效果.结合经典势流理论以及能量耗散原理推导了TLDEB的等效位移、附加阻尼比,并对其进行了等效线性化.以某实际高层建筑结构作为算例,通过对地面随机激励和地震波激励的数值仿真来验证TLDEB的减振效果.结果表明:TLDEB可有效地增大结构阻尼,具有比普通TLD更优良的减振控制效果.     

无轴黏滞阻尼器的性能试验及有限元分析

提出一种无轴黏滞阻尼器,其基本原理是通过油腔本身的变形驱使黏滞流体往返通过阻尼孔而耗散能量。通过性能试验和有限元分析,初步验证了该阻尼器的构造方案是可行的。基于结构振动控制Benchmark模型对该类型阻尼的减振性能进行研究,结果表明该类阻尼器具有很好的减振效果。     

考虑堆积状态的阻尼颗粒起振及减振分析

针对颗粒阻尼技术在机械、航天与土木工程领域减振控制使用环境的差异性,对颗粒阻尼技术在土木工程领域等低频、低幅振动条件下颗粒的减振控制机理进行理论分析,指出堆积状态是颗粒阻尼在土木工程领域应用的主要影响因素之一;推导出不同堆积状态下颗粒的起振条件;并以Hertz接触理论和Coulomb摩擦定律为基础,通过MATLAB编程建立颗粒-单自由度结构振动系统,对颗粒起振条件及起振前后颗粒的减振控制效果进行分析。     

局部双层网壳结构的减震设计分析

对增设粘滞阻尼器的局部双层网壳结构进行减振分析,探讨了阻尼器位置、数量、阻尼系数等不同参数对局部双层网壳结构减振性能的影响,分析了不同参数阻尼器的减振效果.计算分析表明:结构阻尼单元的阻尼系数越大,结构的减振效果越好;设置的阻尼器数量越多,结构减振效果越好;对于局部双层球壳结构,斜向设置粘滞阻尼器的效果最佳.     

带有液体粘滞阻尼器的超高层建筑抗风设计及风振响应分析

超高层建筑遮挡物较少,在风荷载作用下,结构顶部强烈的风振加速度会引起人的不适。通过在超高层结构合理布置液体粘滞阻尼器增加结构阻尼比,从而有效控制结构风振响应,达到减振目的。以珠海某超高层工程实例为背景,采用风洞试验计算脉动风荷载时程,在最不利风向角风荷载时程作用下,对比分析了阻尼器不同楼层布置位置、不同平面布置位置、不同阻尼弹簧刚度及不同阻尼参数下的减振效果,选出最合理阻尼器布置方式,结构顶层风振加速度得到有效控制,减振效果明显。     

MTMD减振技术在大跨度悬挑连廊设计中的应用

针对最大悬挑长度为35.2m大跨度悬挑连廊在人致激励下的舒适度问题，采用有限元分析软件SAP2000建立结构三维分析模型，计算多种人致激励工况下结构减振前后的加速度响应，对比了调谐质量阻尼器(TMD)和多重调谐质量阻尼器(MTMD)减振方案的减振效果。分析结果表明：连廊在人致激励作用下产生的最大加速度超过舒适度限值，利用TMD可有效减小结构振动，改善舒适度性能。但单频TMD控制频带较窄，只对特定振动频率的减振效果明显。为改善其鲁棒性，拓宽有效频带宽度，最终采用具有分布频率的MTMD减振方案，在保证经济性最优的前提下，对多种频率激励荷载均得到了显著的减振效果，使连廊满足舒适度要求。     

缓冲型冲击阻尼器减震机理的试验研究

文章通过振动台试验研究材料性能对缓冲型冲击阻尼器减震性能的影响,从材料层面揭示该类阻尼器的减震机理。试验选取7种缓冲材料,分别用于容器内壁以及颗粒外侧以形成缓冲容器和缓冲颗粒,提出“碰撞硬度”的概念,作为表征影响动量交换的指标。试验结果表明：碰撞硬度小的工况,动量交换较大,阻尼器的减震效果较好;恢复系数和减震效果之间没有明显的规律,原因在于其反映的是动量交换和能量耗散的耦合效应,而这两者存在此消彼涨的负相关关系。在实际工程中,建议使用较硬的颗粒和较软的容器内壁以形成更加高效的缓冲型冲击阻尼器。     

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。     

某拱索支撑人行桥人致振动响应分析及控制

随着人行天桥逐渐向大跨度、轻柔化和桥型新颖别致的方向发展,由此引发的人致振动的问题日益突出。以某拱索支撑人行桥为研究对象,建立空间有限元模型研究其动力特性;选取IABSE推荐的人行荷载模型,考虑非活动人群的质量,采用时程分析法对该桥进行人致振动作用下舒适度的分析;根据Den Hartog提出的不考虑主结构阻尼的最佳阻尼器参数表达式得到阻尼器的设计参数,并在人行桥合适的部位设置调谐质量阻尼器(TMD)进行振动控制。结果表明:该人行桥具有明显的竖向振型,且该振型的频率与人行步频十分接近;采用TMD进行振动控制后,共振激励作用下的竖向加速度减小80%~90%,并且满足规范中对人行桥舒适度的要求;在考虑非活动人群质量的影响后,TMD的减振效果更好。     

宽频振动问题的粘滞阻尼减振研究

本文主要研究复杂振动问题的粘滞阻尼消能控制技术.介绍了粘滞流体阻尼器的构造、原理和计算模型;研究了支撑刚度对阻尼器耗能作用的影响,提出阻尼器的支撑设计在满足规范强度、刚度要求基础上,还应考虑支撑与阻尼器作为组合元件的协同耗能作用,为工程设计提供重要参考.结合江苏省某化工厂房的随机冲击宽频振动问题,运用动力测试、信号处理和有限元技术,对粘滞流体阻尼减振结构进行计算分析.结果表明,附加粘滞流体阻尼器的消能控制技术具有显著的减振效果,成为解决复杂宽频振动问题的有效手段,为类似工程提供借鉴和参考.