基于精确阻尼调控的桥梁竖弯涡振Sc数影响

在桥梁气动外形和来流风场确定的条件下,Sc 数（Scruton number）是影响大跨度 桥梁涡振响应大小的关键因素. 为了开展Sc数对大跨度桥梁竖向涡振影响的精细化研究,首 先研制了适用于桥梁节段模型风洞试验的永磁式板式电涡流阻尼器,可为弹性悬挂节段模型 系统提供可连续调节的、理想线性黏滞阻尼 . 然后以带风嘴的开口断面钢混组合梁桥为研究 对象,针对+3°、0°和-3°三个风攻角和不同的Sc数开展了节段模型竖向涡振试验. 根据试验结 果,总结了节段模型涡振振幅的风速变化曲线随名义阻尼比的变化规律,分析了最大涡振振 幅随Sc数变化规律的函数拟合,并对桥梁高阶模态涡振响应进行了预测. 研究发现不同风攻 角下主梁竖向涡振的锁定风速区间都随 Sc 数的增大而缩小,最大振幅都随 Sc 数的增加而降 低,但变化曲线有显著差别;通过对三组及以上不同 Sc数的节段模型风洞试验结果进行函数 拟合,可以较好地预测节段模型最大涡振振幅随 Sc数的变化规律;在模态阻尼比相同的条件 下,大跨度悬索桥各阶竖弯模态的涡振振幅基本相同,高阶模态涡振更容易出现不满足规范 限值的情况. 研究成果为大跨度桥梁竖弯涡振响应的精细化预测提供了重要方法.     

变速车辆与桥梁的耦合振动及其TMD控制

在车辆变速与路面粗糙条件下,推得安装调质阻尼器(TMD)前、后的车桥耦合系统的无量纲运动微分方程.作为其特例,研究了匀变速车辆与路面粗糙弹性支撑桥梁的耦合系统,讨论了车辆的加速度、初速度、弹性支撑刚度以及随机路面粗糙度对桥梁跨中无量纲最大挠度的影响,并对耦合系统发生共振时进行TMD控制.数值计算结果表明,车辆的加速度、初速度、弹性支撑刚度以及随机路面粗糙度对桥梁的影响均很大而不能忽略;TMD明显地减小了共振振幅.     

电磁涡流耗能调谐质量阻尼器研制与性能试验

进行了电磁涡流耗能调谐质量阻尼器（TMD）装置设计,研制与加工制作,并对电耗磁能TMD装置的参数及其性能进行了振动台的试验研究,试验研究结果表明：电磁涡流耗能TMD装置具有良好的阻尼减震效果。     

基于TMD阻尼器高压电气设备地震响应及振动控制

变电站高压电气设备如互感器、断路器、隔离开关等,在维持电力系统的正常运行中起到了关键性作用。当发生地震灾害时,变电站中电瓷型电气设备最容易发生破坏,造成重大经济损失。利用数值分析方法,建立了典型高压电气设备的三维有限元模型,研究了典型SF6断路器的地震响应,同时分析并对比安装环形调谐质量阻尼器(简称TMD阻尼器),通过改变阻尼器阻尼系数及质量块质量,研究了安装环形TMD的振动控制效果。研究结果表明:在地震作用下,断路器边侧极柱顶端易产生较大位移,根部易产生较大应力,当安装TMD阻尼器时,随着阻尼器阻尼系数和质量块质量的变化,断路器位移、应力、加速度变化符合一定规律,并且当阻尼系数取0.05左右,质量比取主体结构质量的9.375%时,减震效果最佳。研究结果对指导高压电器设备的抗震设计提供有价值的参考。     

齿轮齿条式电涡流阻尼墙有限元数值研究

提出一种新型的齿轮齿条式电涡流阻尼墙（Eddy Current Damping-Rack Wall,ECD-RGW）,并对其进行了数值研究与参数分析.介绍了ECD-RGW的基本构造;通过多物理场有限元仿真软件COMSOL Multiphysics研究了ECD-RGW 的力学性能,并对5项主要设计参数进行了分析;对 ECD-RGW 减振效果进行了评估,并以黏滞阻尼器（Fluid Viscous Damper,FVD）作为对比 .研究结果表明：ECD-RGW 作为一种新型电涡流阻尼装置具有良好的力学性能;减小气隙、加装导体板背铁及增加永磁体数量可以提升ECD-RGW的阻尼性能,其中,导体板背铁的设计将 ECD-RGW 在低速下的等效阻尼系数提升到 4倍以上,导体板材料对峰值阻尼力对应的临界速度影响较大,导体板厚度会显著影响峰值阻尼力与临界速度 .此外,ECDRGW具有良好的减振效果,应用具有可行性.     

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。     

多重调质阻尼器制振性能及对桥梁抖振的控制

多重调质阻尼器（MTMD）是由多个具有不同频率、不同阻尼或不同质量的调质阻尼器构成的动力吸振器群,它对宽带激励下结构振动的控制效率在一定条件下要优于单调质阻尼器（STMD）．针对大跨桥梁在紊流风作用下的抖振特点,以上海杨浦大桥为例分析了MTMD的制振机理通过数值分析,讨论了MTMD的频率带宽、阻尼比以及频率比对减振效率和等效阻尼比的影响     

用ANSYS软件分析流固耦合问题

目前,ANSYS作为一款通用的有限元分析软件,在工程上得到了普遍的应用.但由于流固耦合问题本身的复杂性,ANSYS在解决该问题的时候一直没有取得什么进展.本文以模拟海洋立管涡激振动的实验为基础,采用弱耦合方法,对其数学物理模型进行分析,提取得到附加阻尼,附加刚度,与有限元方法相结合,应用ANSYS软件建立模型以求得其固有模态.     

罐头真空度电涡流检测法的研究

本文在分析罐头盒盖受力的基础上,建立了罐内真空度与罐盖变形关系的数学模型,提出了用电涡流效应检测罐头真空度的方法,设计制作了微机化罐头真空度检测装置,实现了罐头真空度的无损检测。     

电涡流缓速器的工作原理及使用情况

电涡流缓速器是利用电磁原理将行驶车辆减速的一种装置,由于其减速是非接触(无摩擦)式的,可使行驶车辆在减速过程中比较平稳,这不仅大大提高了行驶车辆的安全性,同时也大大提高了制动蹄片和轮毂的使用寿命,因此电涡流缓速器在发达国家的客车和货车上都得到了比较广泛的应用.文章结合电涡流缓速器在安徽安凯汽车股份有限公司引进技术生产的安凯HFF6120系列客车上的使用情况,简单地介绍了其工作原理和试验结果.     

调质阻尼器（TMD）对桥梁涡激共振的抑制

分析了安装在柔性桥跨中的调质阻尼器对涡激共振的抑制阻尼效果,分析中采用了Ｓｃａｎｌａｎ提出的锁定区域的关经验和关解析非线性气动力模型,此外还对ＴＭＤ对涡激共振的阻尼效果进行了参数优化分析,给出了ＴＭＤ参数最优计算公式。     

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。     

双频率调谐质量阻尼器在桥梁抖振控制中的应用

DTMD是一种新型的具有双频率的调谐质量阻尼器,与普通TMD（调谐质量阻尼器）相比,可以同时实现对桥梁主梁竖向和扭转振动的控制.文中基于多模态耦合抖振理论,导出带有DTMD的桥梁抖振系统运动微分方程,列式中考虑了多模态参与作用和模态间的气动耦合效应,并应用随机振动理论求解系统运动微分方程.最后以一座斜拉桥为例,分析了频率和阻尼比对减振效率的影响,并评价了DTMD对桥梁耦合抖振的双重制振性能.结果表明,与普通TMD相比,DTMD对桥梁抖振具有更高的减振效率.     

基于系统参数均匀分布的新型多重调谐质量阻尼器模型

提出了系统参数均匀分布的8种多重调谐质量阻尼器(MTMD)模型,试图寻求不产生近零最优平均阻尼比的MTMD模型．基于结构最大动力放大系数最小值的最小化,研究了8种MTMD模型的最优参数和控制效果．最优参数包括最优频率间隔、最优平均阻尼比和最优调谐频率比．数值研究表明,UM—MTMD1～UM—MTMD3、US—MTMD1、US—MTMD2和UD—MTMD2不存在近零最优平均阻尼比,而且最优UM—MTMD3具有更好的有效性和鲁棒性．比较显示,最优UM-MTMD3和最优MTMD-1的有效性和鲁棒性基本一致．考虑这些优越性能,采用MTMD控制结构的动力响应时,宜选择最优UM—MTMD3和没有近零最优平均阻尼比的MTMD-1．     

自调频调谐质量阻尼器及其减振性能试验

为了改善调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感和使用过程中TMD的频率难以调节的缺陷,利用可调节质量的箱体代替TMD的质量块,并附加上伺服控制系统和驱动装置,即为自调频TMD.在特定的外界激励作用下,伺服控制系统能够自发地启动驱动装置改变TMD的质量,调节TMD频率至控制结构频率附近.通过对比自振频率偏离TMD频率的单自由度简支桥梁模型,在TMD启动变频率调节前、后两种情况下的自由振动和受迫振动,以等效阻尼比、加速度峰值和均方根值等作为评价指标,测试了该自调频TMD对原TMD的改良效果.结果表明:变频率调节有较好的收敛性,且相比启动变频率调节前,启动后能提高模型结构的等效阻尼比;多种人行荷载工况下,相比启动变频率调节前,启动后均能提高减振率.     

超高层建筑结构组合调谐风振控制系统

为充分利用调谐液体阻尼器(TLCD)的经济性和调谐质量阻尼器(TMD)的高效性,提出一种TLCD与TMD相结合的组合调谐阻尼器(CTD),从理论上说明CTD的合理性,推导其运动方程,引入协同损失因子评价其减振性能,并与TLCD和TMD的减振效果进行对比分析.研究表明:CTD不同参数配置时,协同损失因子不同,可达35%;相同参数配置下,CTD减振效果介于TMD和TLCD之间.综合经济和效率因素,CTD是一种很有竞争力的减振手段,具有广阔的工程应用前景.     

结构杠杆式主动调谐质量阻尼器的新控制策略

基于杠杆式调谐质量阻尼器(LT-TMD)的概念，提出了杠杆式主动调谐质量阻尼器(LT-ATMD)的控制策略．利用导出的LT-ATMD结构系统的动力放大系数解析式，讨论了LT-ATMD的动力特性(包括冲程)．数值结果表明，驱动器设置于质量块处LT-ATMD和ATMD具有近似相等的最优阻尼比、调谐频率比、控制效果和冲程．驱动器设置于质量块处LT-ATMD的冲程略大于LT-TMD的冲程，但能明显地提高LT-TMD的控制效果．与ATMD相比，驱动器设置于质量块处LT-ATMD的关键优点是通过移动支撑的位置可以限制弹簧的静力和动力伸长而保持其性能(包括冲程)不变．     

TMD振动控制结构的发展及应用

对TMD结构的振动原理进行了阐述,总结了TMD发展的3个阶段,并且对每个阶段主要研究的问题及取得成果作了概述,简要介绍了TMD在国内外的工程应用实例,最后指出了TMD系统在海洋平台应用中近期的发展趋势及其需要解决的主要问题。     

间断型三向TMD桥梁颤振控制

为了控制桥梁结构风致振动,提出了间断型三向调谐质量阻尼器(TMD)的概念,旨在提高桥梁结构的颤振临界风速,并提出了间断型三向TMD控制系统及其相应的理论和计算方法.间断型三向TMD能同时控制桥梁结构横向、竖向和扭转三个方向的风致振动.通过最优控制理论计算得出系统的最优参数,通过风洞试验和Ansys软件模拟计算,得到重要结论:参数合理的间断型三向TMD系统能显著提高桥梁结构颤振临界风速.