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.     

基于TMD控制的浮式风力机稳定性研究

针对浮式风力机受到各种复杂载荷而产生的稳定性问题,通过在5 MW Barge风力机机舱内配置调谐阻尼质量器(TMD),利用FAST模拟结构的动力特性,研究TMD对海上浮式风力机平台运动特性、塔顶位移以及塔架根部载荷的控制效果.此外,基于遗传算法对TMD结构参数进行优化,并比较了在无控制、无优化TMD控制以及优化TMD控...     

竖向地震作用下的结构TMD控制分析

对TMD控制结构竖向地震做了理论分析,以主结构位移方差为优化目标函数得到了TMD最优系统参数计算公式并进行了分析,由算例分析知道此参数是有效的,为TMD控制竖向地震作用下的结构振动提供了理论依据。     

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.     

基于MRE的变频TMD竖向振动控制

目的研发一种基于新型智能材料磁流变弹性体(MRE)的变频调谐质量阻尼器(TMD),为弥补传统TMD的频率不可调提供理论依据.方法研究MRE剪切模量与施加电流之间的关系,采用希尔伯特-黄变换(HHT)和随机减量技术(RDT)相结合的方式对主结构频率进行精确识别,完成了变频TMD对固支梁竖向振动控制的仿真计算,分析了不同质量比对变频TMD和传统TMD减振控制的影响.结果在自行研发的变频TMD中,MRE的剪切模量会随着外加电流的增强而增大,在1.8 A左右接近饱和值.利用HHT和RDT相结合的方法对频率识别方法是精确有效的.固支梁竖向振动的仿真结果表明,变频TMD能够在固支梁频率发生变化时仍保持良好的减振效果,固支梁频率与传统TMD自振频率相差越大,在达到同样减振效果时所需要的变频TMD质量比就越小.结论基于MRE的变频TMD能够实时与主结构频率保持一致,在主结构频率发生改变时仍具备良好的减振效果,并且变频TMD在减小TMD质量比方面也具有较大的优势.     

小高层结构屋顶不同的TMD设置方式减震对比分析

根据屋顶水箱和保温层对房屋整体结构减震的作用,建立采用铅芯橡胶支座的3种不同屋顶的TMD控制装置的小高层结构模型,即单水箱屋顶TMD、双水箱屋顶TMD和屋顶保温层TMD.在此基础上运用有限元分析和动力时程分析方法对控制装置的减震效果进行计算对比.对比结果表明,3种屋顶TMD控制装置均有明显的减震效果;当质量比控制在3%以内时,质量越大,屋顶TMD荷载分布越均匀,减震效果越好;屋顶保温层TMD减震效果最好,双水箱屋顶TMD的减震效果次之,单水箱屋顶TMD的减震效果最差.本项研究成果可以为TMD的后续研究和设计提供理论依据.     

可控式TMD-TLD混合调频系统对海洋平台的减震控制策略

为保证调谐类阻尼系统在海洋平台频率发生偏移时的减震效果,提出可控式TMD-TLD混合调频系统(control-lable TMD-TLD hybrid system,CTTHS),并以被动控制的形式研究了该系统应对海洋平台频率发生偏移时的减震控制策略.介绍了系统中各参数的设置方法,推导了平台-混合系统的运动方程.模拟结果显示,在海洋平台结构频率减小或增大时,CTTHS相对于普通TMD的减震效果最大增幅分别达到28%与6%,同时,CTTHS能够在较宽的频率范围内进行结构减震控制,具有比普通TMD更优的控制性能及更强的鲁棒性.     

一种控制高层结构随机地震反应的新策略

以某高层剪切型钢框架结构为工程背景,提出TMD与LRB联合作用的T-L控制策略,利用非线性随机振动理论分别对无控制、TMD控制和T-L控制3种控制结构的非线性运动方程进行等效线性化处理,利用复模态理论给出以第一振型表示的3种控制结构随机地震反应解析解的计算方法。研究结果表明:新提出的T-L控制策略比TMD控制更能显著降低结构位移、速度和加速度反应方差;新算法同样可用于求解LRB层间隔震高层结构随机地震反应。算例在T-L控制下的最大位移、速度和加速度反应方差比TMD控制下的分别降低了29.3%、27.8%和31.6%。     

单自由度结构的磁流变阻尼顶层隔振

提出了应用磁流变阻尼装置的顶层隔振控制方法．首先，对小质量比TMD的控制理论进行了深入研究，将最优TMD参数的计算公式推广到大质量比范围．以大质量比TMD控制的减振机理为基础，对顶层隔振结构的动力特性进行了研究，对参数影响进行了分析，建立了合理的顶层隔振结构体系；其次，引入磁流变阻尼器对顶层隔振结构的隔振层进行控制，避免TMD控制范围较窄和隔振层变形过大等弱点；最后，对单自由度结构进行了顶层隔振控制，理论分析结果证明：以大质量比TMD理论为基础的顶层隔振控制方法是有效的，结合了磁流变阻尼器的控制后可以避免这种方法的一些弱点，在不增加结构自重的前提下，能够保证结构良好的控制效果，隔振层的位移和结构层的加速度都得到较好的控制，控制效果达到30％左右，以磁流变阻尼器半主动控制效果最好。     

悬臂式调谐质量阻尼器抑制管道振动研究

基于调谐质量阻尼器(TMD)的结构振动控制机理,将调谐质量阻尼器应用到管道的振动控制中。针对传统弹簧结构无法满足高频振动下调谐质量阻尼器刚度设计要求的问题,设计了一种便于安装的圆形截面悬臂式调谐质量阻尼器,其周向对称布置式结构可以对管道各个方向下的振动进行控制。理论推导并对比了传统悬臂梁和悬臂式TMD固有频率的计算公式,计算得到300Hz对应的悬臂式TMD结构参数,并利用Ansys模态分析对设计参数的准确性进行了验证。最后建立了激振器-TMD高频振动实验台装置,对悬臂式TMD在300Hz左右的减振特性进行了实验,结果表明设计的TMD能够有效抑制300Hz左右的高频振动,且有较宽的减振频带范围。