结构MTMD地震反应控制最优参数研究

本文对结构 Ｍ Ｔ Ｍ Ｄ 地震反应控制最优参数取值进行了初步探讨。导出了结构动力放大系统的计算公式。最后在数值分析基础上给出了 Ｍ Ｔ Ｍ Ｄ 最优参数。     

基于多模态耦合颤振理论桥梁颤振MTMD控制鲁棒性分析

基于多模态耦合颤振理论和结构的固有模态坐标,导出带有多重调谐质量阻尼器(MTMD)桥梁系统颤振运动微分方程。通过将系统广义位移和速度作为状态空间向量,进一步将系统颤振运动微分方程转化为状态空间方程,最后将带MTMD桥梁颤振问题归结为数学上一个非对称实矩阵的广义特性值问题,并编制了多模态耦合颤振MTMD控制和参数分析程序。以崖门斜拉桥为算例,分析了MTMD对桥梁颤振控制的有效性和鲁棒性,计算结果表明与传统TMD相比,MTMD具有更高的鲁棒性。     

高层建筑MTMD风振控制的参数优化

对高层建筑MTMD(多调质阻尼器)风振控制的参数优化进行了研究。在保证模态参数基本不变的前提下，将高层建筑的三维有限元模型简化为一维多层剪切模型。推导了在高层建筑任意一层或多层上安装TMD后，其频域空间传递函数的显示表达，获得了高层建筑在风载荷作用下的随机响应．并采用遗传算法对MTMD进行参数优化。最后．给出了对香港某高层建筑进行MTMD参数优化的算例。     

多重调谐质量阻尼器控制单层非对称结构扭转振动的设计参数

研究了用两组相同的MTMD控制单层非对称结构扭转振动的最优设计参数。MTMD具有相同的刚度和 阻尼系数但不同的质量。MTMD被布置在最优位置。MTMD最优参数的设计准则定义为:结构最大扭转角位移动力放 大系数的最小值的最小化。MTMD的有效性设计准则定义为:结构最大扭转角位移动力放大系数的最小值的最小化与 无MTMD时结构最大扭转角位移动力放大系数的比值。基于定义的设计准则,研究了非对称结构的标准化偏心系数 (NER)和扭转对侧向频率比(TTFR)对处于最优位置MTMD最优设计参数和有效性的影响。     

MTMD控制铁路轻型墩横向振动研究

针对铁路提速后大部分轻型墩桥梁横向车桥耦合振动幅值超限问题，提出采用MTMD（Multiple Tuned Mass Damper）对其进行被动控制。首先将被控结构简化为单自由度体系，建立了结构-MTMD系统力学模型和运动微分方程，全面系统地分析了MTMD各设计参数对动力放大系数的影响规律。经分析可知，MTMD的频带宽度、阻尼比、质量比、中心频率比和TMD的个数对结构振动控制有重要影响，应对其进行优化。在此基础上，以一轻型墩特大桥为例设计MTMD，并对采用MTMD控制铁路轻型墩横向车桥耦合振动的效果进行了分析。     

MTMD控制下随机结构的动力可靠度分析

考虑到实际工程结构的不确定性,基于遗传优化的神经网络响应面法,进行了MTMD控制下随机结构的动力可靠度分析,并对TMD及MTMD控制下结构的动力可靠度进行对比。该方法不仅具有传统神经网络响应面法的特性,而且引进了遗传算法的全局随机搜索的优点,可以精确地逼近随机结构的功能函数表达式,有效地减少用JC法求解可靠度指标的迭代次数,节省时间。算例分析表明了本文方法的有效性和准确性,对于随机结构,MTMD比TMD能更好地提高结构的动力可靠度。     

大跨胶合木拱桥人致振动及其优化控制

现代胶合木结构人行桥因轻质高强材料的使用而变得轻柔和低阻尼化,无论采取何种结构形式其基频均难以避开步行频率范围,桥梁将产生共振。为研究木结构人行桥的人致振动特性,舒适度评价和减振优化控制方法,进行了一座大尺寸胶合木拱桥模型的人致振动试验和ANSYS有限元仿真分析。分析结果很好地预测了多重调谐质量阻尼器(MTMD)的减振效率,与试验测试结果吻合良好,验证了该方法的可靠性和实用性,可以应用于木结构人行桥的振动优化控制。研究表明：空载时竖向基频小于3Hz、满载时(2人/m2)横向基频小于1.2Hz的木结构人行桥,需要分别检算其在单人和人群共振荷载作用下的竖向和横向加速度峰值是否小于舒适度容许值;采用固定位置集中加载(原地踏步)代替行人移动作用对人行桥激振,既能简化求解过程,又使结果略偏安全;MTMD在其参数经遗传算法优化后可以将木结构人行桥在共振频率附近较窄频带内的动力响应控制在容许范围内。     

Control of wind-induced vibration of long-span bridges and tall buildings

With the rapid increase in scales of structures, research on controlling wind-induced vibration of large-scale structures, such as long-span bridges and super-tall buildings, has been an issue of great concern. For wind-induced vibration of large-scale structures, vibration frequencies and damping modes vary with wind speed. Passive, semiactive, and active control strategies are developed to improve the wind-resistance performance of the structures in this paper. The multiple tuned mass damper (MTMD) system is applied to control vertical bending buffeting response. A new semiactive lever-type tuned mass damper (TMD) with an adjustable frequency is proposed to control vertical bending buffeting and torsional buffeting and flutter in the whole velocity range of bridge decks. A control strategy named sinusoidal reference strategy is developed for adaptive control of wind-induced vibration of super-tall buildings. Multiple degrees of freedom general building aeroelastic model with a square cross-section is tested in a wind tunnel. The results demonstrate that the proposed strategies can reduce vibration effectively, and can adapt to wind-induced vibration control of large-scale structures in the uncertain dynamic circumstance.     

Evaluation of elastically linked dashpot based active multiple tuned mass dampers for structures under ground acceleration

The elastically linked dashpot based active multiple tuned mass dampers (ELD-AMTMD) have been developed in this paper to assess the effects of installing elastically the dashpots on the control performance of the active multiple tuned mass dampers (AMTMD) with resorting to the stiffness ratio. The criterion for assessing the optimum parameters and effectiveness of the ELD-AMTMD is defined to be the minimization of the minimum values of the maximum dynamic magnification factors of the structure with the ELD-AMTMD. The criterion used to evaluate the ELD-AMTMD stroke is the maximum dynamic magnification factor of every ELD-ATMD. The parametric studies for the effects of the stiffness ratio on the control performance of the ELD-AMTMD are then carried out using the assessment criteria defined above. The effects of the stiffness ratio have also been investigated on the control performance of the elastically linked dashpot based multiple tuned mass dampers (ELD-MTMD, passive counterpart of the ELD-AMTMD), the special case of the ELD-AMTMD with the normalized acceleration feedback gain factor (NAFGF) equal to zero. The studies have shown that there is an upper limit on the stiffness ratio, designated as the maximum allowable stiffness ratio, beyond which the control performance of the ELD-AMTMD/ELD-MTMD will deteriorate.     

高层建筑MTMD风振控制优化研究

首先导出零均值平稳白噪声激励下，高层建筑的多个调谐质量阻尼器（MTMD）控制的有效性指标－动力放大系数的计算公式，然后在总质量一定的情况下，分析了高层建筑MTMD控制系统的参数对放大系数的共同影响，并采用最大最小化原则，计算MTMD系统的最优参数。探讨了初步的设计方法，提出了MTMD系统优化的设计步骤和控制等一振型时的设计表格，最后给出一个算例。