磁流变阻尼器在洪山大桥拉索减振中的应用

介绍了一种新型磁流变(MR)阻尼器--永磁调节装配式磁流变阻尼器在长沙洪山大桥拉索减振的应用及试验研究情况,得到了安装阻尼器前后拉索的动力特性,结果表明这种新型磁流变阻尼器能有效地提高拉索的模态阻尼比,抑制拉索的大幅振动.由于该阻尼器无需供电,装配简单,维修方便,与其他的磁流变阻尼器相比,具有较高的推广应用价值.     

洞庭湖大桥风雨振减振试验研究

介绍了在湖南洞庭湖大桥上应用磁流变阻尼器进行拉索减振的试验情况，得到了安装阻尼器前后拉索系统的动力特性。试验结果显示系统的模态阻尼比在安装磁流变阻尼器后有大幅增长，具有良好的减振效果。实测的加速度响应也证明了磁流变阻尼器是拉索减振的有效手段。     

永磁调节式磁流变阻尼器在浏阳河大桥的应用

永磁调节式磁流变阻尼器具有不需电源和阻尼力可调的优点。该文通过试验研究了该磁流变阻尼器的力学性能,针对长沙浏阳河大桥拉索振动问题,提出了永磁调节式磁流变阻尼器拉索减振方案。现场减振试验和实际应用结果表明,该阻尼器具有很好的减振效果。     

斜拉桥拉索磁流变阻尼器减振技术研究

采用数值仿真和现场试验对磁流变阻尼器的减振性能进行了研究。数值仿真计算评估了磁流变阻尼器安装高度、外部激励、阻尼器输入电压等参数对拉索系统模态阻尼比的影响 ,结果表明磁流变阻尼器具有良好的阻尼可调特性 ,调节阻尼器的输入电压可以获得拉索系统的最佳模态阻尼比 ;现场试验表明 ,安装该阻尼器后 ,拉索系统的模态阻尼比提高 3～ 6倍 ,并存在一优化电压 ,在该电压下模态阻尼比达到最大 ;实际风雨振时的现场观测结果显示 ,磁流变阻尼器具有很好的减振效果 ;拉索磁流变阻尼器减振技术已在岳阳洞庭湖大桥全桥实施 ,解决了该桥的风雨振问题     

斜拉索磁流变智能阻尼控制系统分析与设计

在结构主动、半主动和智能控制系统优化设计方法的基础上,研究了斜拉索磁流变智能阻尼控制系统的设计方法,并采用所建立的设计方法完成了山东滨州黄河公路大桥斜拉索磁流变智能阻尼减振系统的优化设计。采用限界HROVAT最优控制算法确定磁流变阻尼器的半主动控制力,数值计算了斜拉索磁流变阻尼控制系统的风振反应。进一步分析比较了主动控制、半主动控制、Passive-on被动控制和Passive-off被动控制策略下的磁流变阻尼器控制斜拉索风致振动的控制效果,验证了磁流变阻尼器优化设计方法的正确性和磁流变阻尼器控制策略的有效性。     

洞庭湖大桥拉索风雨振控制新技术

随着大跨径斜拉桥的不断建设，斜拉索的减振特别是风雨振的控制已成为该类桥梁急需解决的关键问题之一。岳阳洞庭湖大桥建成通车后已发生多次强烈风雨振，在对应用磁流变智能阻尼减振技术控制风雨振研究的基础上，全面评估了该技术控制拉索振动的实际效果，证明该阻尼器是拉索风雨振控制的有效手段。岳阳洞庭湖大桥全桥安装磁流变阴尼器后，加速度响应降低为原加速度的1/20-1/30。     

斜拉桥拉索粘性剪切型阻尼器的试验研究

介绍一种新型的斜拉桥拉索用粘性剪切型阻尼器，并给出了该阻尼器的设计原理和方法。采用动力试验方法对其减振性能及减振规律进行了室内及实桥试验研究，并对试验结果进行了分析。研究表明，这种阻尼器减振性能优良，完全可用于实桥拉索的振动控制。     

新型斜拉索永磁式磁流变阻尼器及其参数优化研究

为改善目前永磁式磁流变阻尼器的薄弱环节(活塞杆为薄壁构件),提出一种将径向永磁铁设置在活塞内部的新型斜拉索永磁式磁流变阻尼器。分析该新型永磁式磁流变阻尼器的阻尼力调节机理,通过出力调节试验验证阻尼器的作用机理,对斜拉索永磁式磁流变阻尼器进行参数优化,并验证其减振效果。结果表明:提出的新型斜拉索永磁式磁流变阻尼器可通过改变永磁铁的磁极方向实现阻尼力的调节,具有良好的工作性能;通过合理优化阻尼器的参数,可使斜拉索的各阶对数衰减率同时达到较大值;与线性粘滞阻尼器相比,新型永磁式磁流变阻尼器对斜拉索各阶振动的控制效果均较好。     

斜拉桥拉索的MR半主动控制研究

根据LQR最优控制理论,结合面向速度剪切(Clipped Optimal)控制算法及修正的磁流变(MR)阻尼器Bouc Wen模型,提出了LQR Clipped半主动控制算法,应用拉索振动的差分离散模型,对斜拉索的面内振动进行了被动、主动及半主动控制研究,分析了MR阻尼器对斜拉索的振动控制效果。研究结果表明:MR阻尼器被动控制能够提供的模态阻尼比可以达到最优油阻尼器控制的值,但MR被动控制存在一个最优输入电压,最优电压值与需控制的第几阶模态有关;与油阻尼器被动控制相比,MR半主动控制可以有效地提高模态阻尼比,尤其在阻尼器位置距索端很近时仍有较好的控制效果。     

MR阻尼器对斜拉索减振控制的数值仿真

为控制斜拉索的大幅振动,在Hamilton原理基础上应用Galerkin法建立了斜拉索振动控制的计算模型。通过改进形函数,采用四阶五级RK算法对钱江三桥南岸154 m长的斜拉索进行了现场试验的数值仿真。磁流变(MR)阻尼器力学关系采用由室内试验结果回归的非线性滞回双粘性数学模型,系统等效阻尼比通过希尔伯特变换识别。分析表明:数值仿真对现场试验具有很好的指导作用,同时能进一步验证现场试验的结果。MR阻尼器作为被动控制器件时制振效果明显,与最优油阻尼器控制效果相当且控制的频域范围要比油阻尼器的广;当供电失效时也可满足斜拉索减振的要求。斜拉索的各阶共振峰频率在安装MR阻尼器后略微增大。MR阻尼器在施加一合适的电压时可以发挥最佳的制振效果。     

黏滞惯性质量阻尼器对斜拉索减振效果的数值分析

随着斜拉桥跨度的增大,斜拉索长度也越长,会同时存在发生风雨激振和涡激共振的可能性。风雨激振参与模态主要为低阶,涡激共振参与模态为高阶,这给斜拉索减振阻尼器的设计带来了新的挑战。采用数值方法,研究了黏滞惯性质量阻尼器（Viscous Inertial Mass Damper,VIMD）的斜拉索减振效果。首先,将斜拉索简化为张紧弦,建立了斜拉索-VIMD系统的运动微分方程,采用有限差分方法对方程进行数值求解。然后,以苏通大桥A30号斜拉索为工程背景,研究了各参数对该系统模态阻尼比的影响。最后,研究了阻尼器支架刚度对斜拉索-VIMD系统减振效果的影响,并将数值解与近似解析解进行对比。研究结果表明：在传统的黏滞阻尼器中并联惯性质量单元,可显著提高斜拉索的模态阻尼比,非常有利于减振;斜拉索-VIMD系统各阶模态的量纲为1的阻尼比曲线不重合,这与传统的斜拉索-VD（Viscous Damper）系统不同;斜拉索-VIMD系统的模态阻尼比随支架刚度的减小而急剧减小。     

馈能式磁流变减振器自供电特性研究

本文设计了集馈能与减振功能于一体的磁流变减振器,从能量传递的角度出发,分析了馈能式磁流变悬架系统能量流动路径,提出了馈能式磁流变减振器自供电准则。通过建立1/4馈能式悬架系统模型和基于广义回归神经网络的减振器控制器进行仿真分析,以确定所设计的磁流变减振器在不同路面激励下的自供电工作范围。     

斜拉索阻尼器减振效果检测技术研究

斜拉索由于其质量轻、阻尼小,极易在外界激励下产生各种振动,在拉索锚固端附近安装阻尼器以提高拉索的模态阻尼是目前使用最广泛的减振方法,因此阻尼器减振效果的检测评定对于保证桥梁运营安全非常重要。基于DASP系列软件平台测试了拉索阻尼,利用人工激振拉索至一定振幅后再测得的振动衰减的位移时程曲线,计算了拉索前三阶模态阻尼,该方法简单可靠,可以用来进行拉索减振器的功能评定。     

应用油阻尼器的斜拉索实索减振试验研究

应用一种国产油阻尼器进行了斜拉索实索减振试验研究。通过自由振动衰减曲线计算得到了拉索-油阻尼器系统前3阶模态的对数衰减率值。试验结果表明拉索的内阻尼很小,对数衰减率均值小于0.005,频率值则与理论计算值很接近。安装油阻尼器后拉索前3阶模态的对数衰减率均值达到了0.03以上,表明油阻尼器可有效抑制拉索的振动,拉索的频率在安装阻尼器后稍有增大。试验实测得到连接油阻尼器后拉索的对数衰减率值要小于理论计算值,导致这一差异的原因是由于阻尼器支架连接刚度、阻尼器连接件空隙的影响。因此,必须对拉索减振工程中阻尼器支架和连接件的设计安装予以重视。     

Load-leveling suspension system with a magnetorheological damper

In this paper, a load-leveling suspension system with a magnetorheological (MR) damper is investigated. In this suspension system, the MR damper is connected to a spring to form a load-leveling suspension system. The system effective stiffness and damping can be adjusted by controlling the MR damper. The characteristics of a load-leveling suspension system are studied first. When the linear damper is replaced with an MR damper, the averaging method is adopted to obtain the steady-state response of the nonlinear system. A comparison demonstrates that the results of the averaging method are in good agreement with those obtained by numerical simulations. The analytical results are then verified experimentally. The load-leveling suspension system studied here is able to adjust both suspension stiffness and damping and, hence, it may provide more effective vibration control in a wider frequency range, when the damper is controlled.