偏心框架结构采用扭转调谐液柱阻尼器的设计方法

扭转调谐液柱阻尼器(torsional tuned liquid column damper,TTLCD)是一种有效的扭转振动控制装置.本文对该阻尼器在偏心框架结构中的设计方法进行研究,针对不同的倾斜管道投影点和倾斜角,建立了三种形式的扭转调谐液柱阻尼器在地震作用下的运动方程和控制力方程,给出TTLCD参数优化的具体公式,其方法为对比扭转调谐液柱阻尼器-偏心结构和扭转调频质量阻尼器(torsional tuned mass damper,TTMD)-偏心结构,将两控制系统转化,利用Den Hartog或Ikeda给出的调频质量阻尼器(tuned liquid mass damper,TMD)参数优化公式来实现TTLCD参数优化,最后给出TTLCD的设计流程.通过对一个四层偏心框架结构进行模拟,验证了理论设计方法的合理性.     

采用不同轨道形状的轨道非线性能量阱减振鲁棒性分析

轨道非线性能量阱(track nonlinear energy sink,轨道NES)是一种具有较高频率鲁棒性的非线性质量阻尼器,但NES的非线性特点导致其减振性能对输入能量大小较敏感。为了改善其能量鲁棒性,分析考察了三层框架主体结构附加不同质量阻尼器时的响应,包括不同轨道形状的轨道NES以及用于对比的一型NES(typeⅠnonlinear energy sink)和调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)。结果表明,采用不同轨道形状的轨道NES均展现出优越的减振性能;其中使用三阶多项式轨道形状的轨道NES同时具备较高的频率鲁棒性和能量鲁棒性,对于地震作用下有可能发生损害的结构,轨道NES较TMD和一型NES展现出更强的减震控制性能。     

地震下DMTMD对结构刚度和质量参数摄动的鲁棒性

针对地震作用下高层建筑结构振动控制的鲁棒性问题,文章利用ANSYS软件对建筑结构刚度和质量参数摄动的鲁棒性进行研究.将分布式多重调谐质量阻尼器(distributed multiple tuned mass dampers,DMTMD)控制策略的有效性和鲁棒性分别与仅在结构顶层安置阻尼器的单调谐质量阻尼器(single...     

屋顶花园TMD减震控制研究

为降低结构的振动响应和充分利用屋顶花园,文章提出由多高层建筑屋顶花园结合叠层钢板橡胶垫组成屋顶花园TMD减震系统,并介绍了该减震系统的控制原理;对系统参数进行分析,得出屋顶花园TMD减震系统最优阻尼比、最优频率比;结合工程实例,探讨了利用屋顶花园进行减震控制的方法,并利用屋顶花园质量可调的优点,确定了合理的阻尼比、质量比,数值分析表明减震效果良好,系统性能稳定。     

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．     

基于云量子遗传算法的核电厂专用桥式起重机减震装置的优化与分析

核电厂专用桥式起重机在运行工作中常受到地震载荷的影响,针对该问题通过引入黏滞阻尼器(fluid viscous damper,FVD)对原有减震装置进行了改进,并采用云量子遗传算法对引入的FVD阻尼系数进行优化选取。通过仿真实验完成了桥式起重机有限元模型和等效单自由度实验模型的地震位移响应的结果比对以及减震装置改进前后位移、应力分析。结果表明:改进后桥式起重机整体强度、刚度及稳定性均符合安全要求,在减震结构时程分析上具有良好的一致性,减震率也有进一步提升。该结论可为后续的桥式起重机减震研究等提供理论参考。     

基于TMD的多跨折形人行吊桥的振动控制研究

文章建立了多跨折形钢结构人行吊桥模型,通过有限元软件ANSYS进行模态分析和人行荷载作用下的动力时程分析。结果表明,该桥在人行荷载作用下振动响应过大,影响结构的正常使用。在吊桥的跨中位置安装调频质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)进行减振控制,通过计算选取最优的TMD参数。对比相同人行荷载作用下安装TMD装置和未安装TMD装置桥梁的动力响应,结果表明TMD能有效减轻吊桥的振动响应。     

线圈数量不同的WPT系统等效模型仿真分析

线圈个数的不同对于无线电能传输系统有一定的影响.针对双线圈、三线圈、四线圈无线电能传输系统,构造其基本结构以及等效电路,建立互感模型.分析线圈个数不同时影响无线电能传输系统输出功率和传输效率的因素,并通过Matlab参数仿真,得出影响参数变化时输出功率和传输效率的变化趋势,计算出系统性能最优时所对应的最优系统参数,可为...     

粘弹性材料与钢的碰撞力学模型分析

近期碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass damper,简称PTMD)已经被提出来参与结构的振动控制.因为PTMD的碰撞过程主要由粘弹性材料与钢发生碰撞,所以其碰撞的力学模型是研究PTMD的关键因素.文章通过研究现有的粘弹性碰撞力模型,提出了一种不同的非线性碰撞力模型来模拟粘弹性材料与钢之间的碰撞力.同时通过碰撞实验得到重要系数并用粒子群算法对模型各项参数进行拟合.结果表明,该模型比现有的粘弹性碰撞力模型具有更好的性能.     

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.     

基于转动惯性效应的调谐质量阻尼器控制方法

转动惯性双重调谐质量阻尼器(Rotational Inertia Double-Tuned Mass Damper,RIDTMD)是一种由调谐黏滞质量阻尼器(Tuned Viscous Mass Damper,TVMD)和调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)组合而成的新型减振控制装置.采用RIDTMD作为控制装置,建立了多自由度结构-RIDTMDs系统的减振控制模型,并对其减振的有效性进行了研究.首先,基于RIDTMD装置的工作原理分析,给出了RIDTMD装置单体的力学简化模型;然后,建立了任意数目的 RIDTMD装置对多自由度结构减振的控制模型;并以控制系统的H2范数为优化目标,将RIDTMD装置的参数进行优化;最后,以一个3层框架结构为例,对RIDTMD装置的减振效果及装置参数对结构响应的影响规律进行分析,并与传统TMD装置进行对比,验证了RIDTMD装置减振的有效性.     

桥梁用TMD的基本要求与电涡流TMD

总结了传统调谐质量阻尼器(TMD)在涡激振动控制中的工作性能，提出运用多重调谐质量阻尼器(MTMD)理论进行TMD设计，提高振动控制的鲁棒性；开发了电涡流阻尼器取代传统油阻尼器作为TMD的阻尼发生装置，延长TMD的疲劳寿命.利用遗传算法实现了MTMD的参数优化设计，与TMD的比较表明，MTMD在控制效率和鲁棒性方面具有更优越的综合性能.电涡流TMD在试验和实际工程中的成功应用表明电涡流TMD在桥梁振动控制领域具有广阔的应用前景.     

假肢膝关节磁流变阻尼器的多目标优化设计与分析

为解决目前应用于假肢膝关节的磁流变阻尼器(magnetorheological damper,MRD)存在的问题,通过建立假肢膝关节磁流变阻尼器结构参数与优化目标之间的关系模型;以磁流变阻尼器的低功耗化及轻量化为优化目标,采用多目标遗传算法对其关键几何尺寸进行优化,分析各参数对优化目标的影响,并得出最优化的解。研究结果表明:优化过后的假肢膝关节磁流变阻尼器的体积及功耗分别减小了21%和36%,同时其输出阻尼力并没有受到影响;阻尼器的功耗优化与体积优化之间存在相互制衡关系,因此在寻求最优解时,应考虑实际情况的需要,选择最为合理的参数。     

大跨度斜拉桥钢塔制振方案与参数分析

以南京长江第三大桥为例研究了大跨度斜拉桥钢塔施工阶段所需的制振目标及制振措施．参考相关资料确立了主塔制振所需的制振目标，并依据风洞试验结果建立制振器的设计目标值．根据该桥的固有频率范围和实际安装空间等条件选择了合理的制振方案，分别采用调谐质量阻尼器（TMD）和调谐液体阻尼器（TLD）完成不同施工状态和风速时对涡激振动的制振，进而进行了制振器的参数优化和装置设计．对制振器参数完成了敏感性分析，最终确认了使用环境下制振器对钢塔的不同施工阶段制振时的制振效果和鲁棒性能．     

楼板隔震消能结构体系的参数优化

楼板隔震消能结构将部分楼板从主结构中分离出来,在楼板与梁之间设置高阻尼橡胶隔震支座,并在楼板与柱子之间的间隙设置消能阻尼器,从而形成一个大质量比的调谐质量阻尼器.文章对单层隔震楼板的参数优化问题进行了分析.结果表明:随着隔震楼板与主结构质量比的逐渐增大,隔震楼板与主结构最优频率比逐渐减小、最优阻尼比逐渐增大;主结构阻尼比越大,最优阻尼比越大、最优频率比越小.由于质量比较大,隔震楼板对减小主结构的响应非常有效.     

近断层脉冲型地震动作用下黏滞阻尼器和双调谐质量阻尼器对曲线高墩刚构桥减震控制

为研究粘滞阻尼器(VD)和双调谐质量阻尼器(DTMD)对曲线高墩刚构桥的减震控制效果,基于OpenSees建立某曲线高墩刚构桥的非线性分析模型,选取三条近断层脉冲型地震动对其进行动力时程分析。分别探究了VD的阻尼系数和阻尼指数,以及DTMD的上下层结构的阻尼比、质量比、频率比等阻尼器参数对其在曲线高墩刚构桥中的减震效果影响规律。结果表明：在本文分析VD的阻尼系数、阻尼指数变化范围内,VD对曲线高墩刚构桥墩顶位移减震率在9.42%~15.28%范围内,近断层脉冲型地震动作用下粘滞阻尼器对曲线高墩刚构桥的减震效果不佳。设计较优的DTMD控制下曲线高墩刚构桥的结构内力减震效果在45%左右,结构位移加速度在55%~75%范围内,DTMD可用于曲线高墩刚构桥减震控制中。     

大跨度斜拉桥钢塔施工阶段振动控制

以南京长江第三大桥为例，进行了斜拉桥钢塔施工阶段的动力特性测试和振动控制．通过环境振动、人力激振和调谐质量阻尼器（TMD）激振的方式测试了代表性施工状态时，钢塔和塔吊结构体系的模态振型、频率和阻尼，结果表明，施工阶段南京三桥钢塔无控阻尼值高于国外（日本）同等规模钢塔阻尼平均值．依据实测的结构动力特性设计了TMD和调谐液体阻尼器（TLD）参数并实现了现场参数调节．为评价制振效果，分别对TMD和TLD工作与非工作状态（无控）时的结构阻尼进行了测试分析，表明安装TMD和TLD提高了结构的阻尼，具有良好的制振效果且满足设计的要求．     

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调谐质量阻尼器(tuned mass damper, 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。     

调频质量阻尼器参数设计优化算法

在结构振动控制中,为了最大限度地发挥调质量阻尼器耗用,需寻找ＴＭＤ的最优参数,即最优频率比和最优阻尼比,以使得结构在不同频率激励作用下的最大动力放大系数最小,为此研究了利用复形调优法进行了ＴＭＤ参数设计的优化计算问题, 一种能够快速准确地确定了ＴＭＤ最优新方法。算例证明该方法具有相当高的精度,既可用于无阻尼体系ＴＭＤ控制的最优参数计算,又可用于有阻尼体系ＴＭＤ控制的最优参数计算。