圆柱形浅水TLD对高柔结构风振反应控制的研究

以人工模拟的高柔结构顺风向广义脉动风荷载为样本，对圆柱形浅水ＴＬＤ装置对高柔结构的风振支应控制进行了计算分析。     

大跨斜拉网格结构耦合风振响应分析计算的研究现状与发展前景

大跨斜拉网格结构是网格结构、塔住和拉索组合的刚柔体系,有广泛的应用前景。风激动力响应是其设 计计算中的一个关键问题。大跨斜拉网格结构在风荷载的作用下具有非线性特征,其风激响应是复杂的耦合响应。大 跨斜拉网格结构风载响应研究是亟需解决的问题。在介绍风荷载特性、风对结构作用和风荷载模拟技术基础上,阐述了 结构风工程中大跨斜拉网格结构研究的状况,展望该领域研究的前景。     

结构风振控制

随着高强度材料在结构工程中的应用,结构设计向着细长、轻柔方向发展,因而风诱发振动的抑制问题已得到普遍重视。为了改善结构在强风作用下的可靠性、安全性,目前广泛采用一种保护系统(主动或被动控制装置)。这些控制装置可由气动力或机械方法构成。     

高耸结构风振的主动控制研究

对采用张力索进行高耸结构风振控制的方法作了研究。首先，建立了由受控结构，张力索和液压伺服机组成的控制系统的数学模型；进而设计了控制器，比较了力型，力＋力矩型及力矩型三种张力索的实现形式和不同的控制作用下受控结构的振动水平及所需的控制力的大小；指出对于复杂结构，控制作用位置对张力索实现形式的选择及控制实现的难易程度有很大影响；‘讨论了随机风载的模拟；最后就某高耸复杂结构地进行了仿真研究。     

高层建筑结构的风荷载模拟及风振控制

针对高层建筑在风荷载作用下振动反应较大的问题,提出应用MR阻尼器对该结构体系进行风振控制的方法.首先在明确风荷载特征的基础上,采用Davenport风速谱并根据Shinozuka理论,应用简谐波叠加法分别模拟了脉动风速和脉动风压时程曲线,求出了该风谱的功率谱密度和相关函数,通过与实测相关曲线比较,验证了所述方法的有效性.最后建立了MR阻尼器的力学模型,选用半主动控制的准最优控制算法,提出一种改进的"开关"半主动控制策略,使MR阻尼器的出力近似等效于主动控制的最优控制力.结合某12层框架结构,利用数值分析方法对其风振反应进行了计算机模拟,结果表明此方法有效地减小了结构的动力反应,减振效果良好.     

结构风振被动控制措施

由风激起结构振动导致破坏早已众所周知。对于实际结构,如何设计合适的减振器,尤其对于已经建成的结构,若发生风振,如何采取改进措施,是工业界关心的问题。Ｃｈｒ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ在１９８２年已对此进行了探讨。本文的目的在于借振动噪声控制杂志一角介绍Ｃｈｒ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ的工作,主要介绍几种减振方法,它们能通过不同的力学机理耗散能量用以达到减振目的,并且便于用于已建成的结构。     

高层建筑TMD风振控制分析的复模态法

本文对带TMD的高层建筑风振响应问题进行了系统研究。首先建立了运动方程，然后用第一振型将主体结构展开，针对所得方程为非经典阻尼和非对称结构以及脉动风谱为非有理分式风谱的情况，用线性滤波过程生成脉动风谱，用复模态理论和扩阶法进行解耦，获得了等效风谱对应的以第一振型表示的结构风振响应的解析解。本文方法可用于带TMD结构的风振与抗风可靠度分析以及基于可靠度约束的抗风优化设计。     

防晃水箱控制高层建筑风振响应研究

防晃水箱作为一种新型调谐流体阻尼器,是在一般水箱内安置环形防晃板,在高层建筑顶部设置这种水箱可以增加阻尼,减小建筑物的振动响应。本文应用数值模拟技术对高层建筑物的顺风向和横风向风载进行了时程模拟,考虑了水箱和结构间的动力耦合作用,分析了水箱对高层建筑物风响应的控制作用,为强风下研究高层建筑物的舒适性和安全性提供了一个有效的分析过程,也为合理设计防晃水箱提供了理论依据。     

非线性被动动力减振器对高耸结构风振控制的实用设计方法

以两个被控结构风振反应的控制效果相等为原则，本文建立了非线性被动动力减振器对高耸结构脉动风振反应控制的等效TMD方法。文中利用求出的等效TMD动力参数和TMD对结构风振反应控制效果等效结构阻尼比的概念，提出了基于中国荷载规范的非线性被动动力减振器对高耸结构风振控制的设计方法。     

高层钢结构TMDs风振舒适度控制最优参数与简化设计

分别将脉动风视为白噪声和采用Davenport风速谱，基于建筑荷载规范GBJ9－87，导出了高层钢结构－TMD系统减振系数DRF1和DRF2。数值研究表明；高层钢结构的基本周期和基本风压不影响TMDs最优设计参数；将脉动风设为白噪声或采用Davenport风速谱时，TMDs最优设计参数未有改变，但减振系数略有变化。同时，基于导出的高层钢结构TMD－系列加速度传递函数及加速度动力放大系数，研究了TMDs最优参数取值。提出了高层钢结构TMD风振舒适度控制简化设计过程。数值算例说明了本文方法的应用及TMDs对高层钢结构风振舒适度控制的有效性。比较了基于位移和加速度设计的TMDs系统。     

规范方法计算高层结构风振底部剪力的精确度研究

中国荷载规范利用惯性风荷载(IWL)法来计算等效静力风荷载,由这样的等效静力风荷载可得到精确的1阶位移响应,但计算其他类型响应的背景分量往往误差较大,特别是结构底部剪力的背景分量.分别利用IWL法和随机振动理论计算出结构总动力响应(包括背景响应和共振响应),定义两者之比为IWL法精确度因子C.通过对因子C的研究,得到结论:(1)当结构的第1阶振型为弯曲型时,对绝大部分的钢结构和频率f1≤0.29 Hz的钢混结构,由IWL法计算的总动力底部剪力精确度C≥95％;(2)当结构的第1阶振型为剪切型时,对f1≤0.7Hz的钢结构,由IWL法计算的总动力底部剪力精确度C≥95％;由IWL法计算的钢混结构总动力底部剪力精确度小于95％;(3)IWL法计算的总动力响应的精确度不满足要求时,需要进行修正,提供了对总动力底部剪力响应进行修正的方法.     

高层建筑楼顶钢塔风振效应的参数研究

本文针对高层建筑楼顶钢塔的风振效应开展研究,采用线性滤波法模拟了结构的脉动风荷载时程,探讨了主体结构、楼顶钢塔及二者整体工作三种情况的动力特性,分析了脉动风速谱、频率比、楼顶钢塔高度和跨度等6种不同参数对结构顺风向风振动力性能的影响,并对比分析了线性和非线性粘滞阻尼器及粘弹性阻尼器三种速度相关型阻尼器对结构楼顶钢塔风振效应的控制效果。结果表明,结构楼顶钢塔设计时应避开主体结构的前三阶自振频率,以降低鞭梢效应;风荷载作用下楼顶钢塔的风振响应远大于主体结构,随基本风压和钢塔高度的增大而增大,但随钢塔跨度的增大而减小;阻尼器可有效衰减楼顶钢塔的风振响应,粘滞阻尼器对楼顶钢塔风振响应的减振效果优于粘弹性阻尼器,而非线性粘滞阻尼器的减振效果又优于线性粘滞阻尼器。     

汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究

建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型，当动力总成在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下，给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式；计算了一轿车动力总成质心位移和悬置支承点动反力的幅频响应，由此阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置滞后角峰值频率和滞后角峰值大小设计的方法。计算结果表明，利用该方法设计的液阻悬置的动态特性，可以有效地控制动力总成在垂直方向的振动和绕曲轴方向扭转振动，减小悬置支承点动反力的幅值，从而减小车身的振动和降低车内噪声。     

多轴振动试验控制的整型权函数法

研究了应用于多轴向多激励随机振动控制的H∞整型控制方法,并且针对在频响函数矩阵病态的频率点处,响应自谱和互谱超出工程预定参考谱目标的情况,分解设计了H∞整型加权矩阵,从而改进频响函数矩阵病态情况,并对系统进行算法解耦。然后用整型矩阵对驱动信号的傅氏谱进行修正,进入控制回路迭代运算。实验验证表明,用文中算法设计整型权函数矩阵并修正驱动信号,可以有效的改善响应自谱和互谱的控制效果,抑制某些频率点处频响函数的不良影响。     

跨声速风洞测力模型主动减振系统的试验研究

跨声速风洞测力试验模型通常采取尾部支撑方式，构成的模型系统刚度较低。试验过程中，受气流脉动力的作用，模型在进入大攻角试验状态时，极易产生剧烈的低频振动，严重影响风洞测力试验的正常进行。针对跨声速风洞测力试验模型系统及其动力学特性，采用主动控制技术来实现风洞模型的振动抑制。建立了一套计算机实时主动减振系统；利用白行研制的、具有激振与减振双重功能的作动器来实施控制，作动器直接装载于模型的内结构空腔，不改变或破坏试验模型的外形结构；基于学习控制策略，提出了相应的控制律设计方法，并给出了一种简单、实用的控制算法；以内含实际支撑装置的风洞测力试验模型系统为对象，通过大量的地面试验评估了整个减振系统的性能。试验结果验证了该主动减振系统的可行性与有效性。     

新型滚珠式多向动力吸振器的理论研究

提出了一种用于控制特殊多方向强迫振动的滚珠式动力吸振器。通过理论分析和数值计算,研究了该吸振器的振动控制机理和主要参数对吸振效果的影响。利用定点理论,优化设计了控制系统的最优频率和最优阻尼。研究表明,利用该结构简单的吸振器可以有效地控制机械或结构在共振频率点附近所发生的特殊的强迫振动响应。     

旋转偏心质量块式消振电力作动器建模与控制EI北大核心CSCD

直升机等非固定翼飞行器在飞行状态时由桨叶旋转所产生的周期性低频振动会通过刚性机体传递至驾驶舱、航空发动机以及起落架等部位,会造成机体的持续振动,严重时会影响驾驶员的生命安全。提出了旋转偏心质量块式消振电力作动器,并开展了控制方法研究。从理论上推导了旋转偏心质量块式消振电力作动器的输出力模型以及负载转矩模型;提出基于双电机并行独立控制的电力作动器输出力伺服控制策略,在复频域进行了稳定性分析,并针对正弦波非线性负载扰动带来的转矩脉动问题,对双电机并行独立控制策略展开了优化设计,通过负载前馈控制使系统具备良好的鲁棒性和抗干扰性;研制了重量为14 kg的实验样机并完成了优化控制策略前后电力作动器稳态、动态性能的对比验证实验。结果表明,优化控制策略下的作动器输出力动稳态性能满足各项技术指标要求。     

风力发电机组的台风适应性设计方法研究

设计工况决定了风电机组的外部载荷和运行环境。由于目前的风电设计标准没有考虑台风环境的影响,运行于台风地区的风电机组遭到破坏的风险增大,制造和运营成本增加。利用观测到的热带气旋数据分析了台风过程中的湍流强度、阵风特性和风向变化特性,提出了包括台风特性、台风工况、结构失效分析设计、台风控制策略和运维策略的系统性的风电机组台风适应性设计方法。文章基于上述方法,计算分析了风电机组在不同工况条件下的载荷;结果表明,采用本文方法设计的风电机组,应用于台风多发地区,具有更好的经济性和安全性。     

基于动力吸振的变压器降噪方法研究

针对变压器低频噪声控制困难且线谱噪声特性明显的情况,提出了基于动力吸振的变压器噪声控制方法.首先,根据结构力学平衡关系建立附连动力吸振匀质板结构振动方程.进而,考虑将动力吸振以阻抗形式表征,建立附连动力吸振板结构理论分析模型.最后,为验证基于动力吸振技术的变压器降噪方法的有效性,开展了结构降噪性能分析.分析结果表明,动...