建筑结构TMD振动控制及其新体系减震研究

分析了结构TMD振动控制机理及在结构风振控制中的研究应用；针对建筑结构的TMD减震控制，介绍了研究现状及进展，进一步采用时程分析法和地震波输入，研究了TMD新体系采用摩擦支座和橡胶支座时的减震控制分析理论。通过研究，指出了其在结构强震反应控制中面临的几个问题。     

基于随机概率密度演化的结构-TMD参数优化

基于地震载荷随机性的事实,以及传统的采用特定地震波研究结构控制条件具有严重缺陷的问题,本文提出以结构最大层间位移作为控制指标,基于概率密度演化理论,采用改进遗传算法对TMD参数进行优化的设计方法.该方法结合改进遗传算法以及概率密度演化方法,充分考虑了随机性对结构影响的本质,根据随机载荷下结构-TMD控制体系中结构层间位移响应和动力可靠度的前后对比,说明优化方法的优越性.以三层剪切型混凝土框架结构-TMD参数优化为例,验证所提方法的正确性,为随机激励下的多自由度结构-TMD系统优化设计提供了一条新的解决途径.     

一种变结构机构的仿真分析与优化设计

在分析变结构堵渣机的结构特征基础上，利用ADAMS软件建立了仿真模型，通过机构的运动学、动力学仿真分析，找出了机构存在的主要问题；并对机构进行了优化及无过约束的自调结构设计．优化效果表明：堵渣机的各项性能得以提高，其工作更加稳定可靠；改善了机构的自适应性能，消除了堵渣机对外界工作环境的敏感性；为变结构机构的设计提供了一个新的方向．     

一种参数自调整模糊控制方法

提出了一种参数自调整模糊控制方法 ,该方法根据误差 E和误差变化 EC修正规则调整因子 α,并且根据系统性能指标调整比例因子 Ku.利用 Lab Windows/CVI开发的控制软件 ,在自行设计的交流变频调速实验系统上进行了电机速度控制实验 .实验结果表明 ,对比常规模糊控制和 PID控制 ,该自调整模糊控制方法具有良好的控制性能 .     

基于表观质量负刚度效应的调谐质量阻尼器频率调节

以附加惯性飞轮与滚珠丝杠机构的弹簧-质量块单自由度(SDOF)模型为例,综合理论分析与模型试验建立了表观质量引起的负刚度效应模型。分析了将表观质量负刚度效应应用于调谐质量阻尼器(TMD)频率调整的可行性。研究表明:基于表观质量负刚度效应的TMD频率调节方法,采用质量比很小的惯性飞轮封装,即可实现TMD频率较大范围内的高效调节;基于表观质量负刚度效应的竖向超低频TMD设计方法,有效解决了TMD静压缩量偏大的问题。     

带TMD高层结构抗风优化设计

对于带TMD控制装置的高层结构风振响应问题,由于风荷载和结构响应具有随机性,运用基于动力可靠性约束的优化方法对TMD装置的系统参数进行优化设计是十分必要的和合理的.在运用复模态法和扩阶法得到结构和控制装置随机风振响应的基础上,以TMD装置响应的动力可靠性作为约束条件,以主体结构广义位移的最大响应均值最小为目标函数,运用罚函数法对TMD装置的系统参数进行优化取值,建立了带TMD高层结构基于动力可靠性约束的抗风优化设计的方法.     

超大跨度悬索桥涡激振动响应与振动控制

超大跨度钢箱梁悬索桥的结构阻尼和刚度较小,其竖向模态频率低且密集,随风速变化加劲梁可能先后发生多次涡激振动。首先针对某超大跨度悬索桥,进行有限元建模和动力分析。为研究悬索桥多模态涡激振动响应机理和有效抑振措施,^{在忽略气动刚度和气动阻尼影响时,}通过简化Scanlan^{经验非线性涡激力数学模型得到简谐涡激力数学模型。然后以各竖向模态涡振最大位移响应为优化目标,基于液体黏滞阻尼器参数敏感性分析和}TMD参数优化设计方法,分别确定阻尼器参数和TMD参数。最后探讨了黏滞阻尼器耗能系统控制悬索桥多阶竖向模态涡振的可行性,详细分析了TMD系统控制涡激振动的效果。结果表明：在塔梁间设置黏滞阻尼器对各竖向模态主要起振区域的涡振位移控制效果不理想;TMD系统能有效抑制常遇风速范围内加劲梁的多阶竖向模态涡振响应,将最大振幅严格控制在容许值以内,提高了加劲梁抵抗涡振变形的能力。     

基于DDMF和ADMF的TMD动力特性

为试图利用适用于单自由度结构的TMD最优参数来设计用于多自由度结构振动控制的TMD，研究了TMD动力特性对结构振型参与系数的敏感性.考虑结构的振型参与系数，导出了设置TMD结构的位移和加速度动力放大系数(DDMF和ADMF)的解析表达式.于是TMD的优化准则定义为：结构的位移和加速度最大动力放大系数的最小值的最小化(Min.Min.Max.DDMF和Min.Min.Max.ADMF).根据选择的优化准则，得到了不同结构振型参与系数的TMD最优参数和控制效果，并给予评价.现在，设计者可以容易地设计用于多自由度结构振动控制的TMD.     

地震作用下基于多准则的最优调谐质量阻尼器

利用导出的设置调谐质量阻尼器（TMD）时结构的位移和加速度传递函数的统一模式，建立了结构的位移动力放大系数、位移动力减振系数，加速度动力放大系数和加速度动力减振系统设计公式。TMD的优化准则定义为：最大位移和加速度动力放大系数最小值的最小化与最小位移和加速度动力减振系数的最小化，基于这四个优化准则，研究了TMD在控制结构位移和加速度响应时的最优参数（包括最优调谐频率比和阻尼比），评价了分别基于位移动力放大和减振系统准则，加速度动力放大和减振系数准则设计的TMD最优动力特性，结果表明，位移和加速度动力放大系数准则是更可取的优化设计准则。     

被动调制阻尼器对斜拉桥弯扭耦合抖振的控制分析

基于Ｒ．Ｈ．Ｓｃａｎｌａｎ教授的斜拉桥风致抖振分析理论，作者导出了调质阻尼器（ＴＭＤ）作用下斜拉桥弯扭耦合抖振响应的计算公式。经过大量的数据处理，给出了ＴＭＤ参数的优化公式。并以美国的ＢａｙｔｏｗｎＢｒｉｄｇｅ为例，对该桥有无ＴＭＤ情况下的抖振响应作了对比分析，结果表明，被动ＴＭＤ对该桥的抖振具有较好的抑制效果。