内置磁流变阀对磁流变阻尼器动力性能的影响

为提高阻尼器在结构尺寸受限时的输出阻尼力，以磁流变阻尼器为对象，研究了内置磁流变阀结构对磁流变阻尼器动力性能的影响；通过改进传统磁流变阻尼器活塞头结构，将磁流变阀内置于阻尼器内，设计了一种内置阀式磁流变阻尼器，阐述了内置阀式磁流变阻尼器的结构与工作原理；对阻尼器的磁路进行了简化，并利用磁路欧姆定律对其进行了磁路分析；根据磁流变阻尼器的工作模式，建立了内置阀式磁流变阻尼器的阻尼力数学模型；利用有限元软件ANSYS对阻尼器的电磁特性进行了仿真分析，得出了不同电流下液流通道内磁感应强度的分布情况；结合阻尼力数学模型，利用MATLAB软件对阻尼器的动力性能进行了仿真分析；为验证阻尼器设计的合理性，搭建试验台对阻尼器的动力性能进行了测试分析，并将试验与仿真结果进行对比。研究结果表明:仿真与试验结果具有较好的一致性；不同外界激励与速度变化对输出阻尼力影响较小，内置阀式磁流变阻尼器能在不同工况下输出稳定的阻尼力；输出阻尼力与阻尼可调系数近乎线性随励磁电流增长；当电流为1.2 A时，输出阻尼力高达7.521 kN，阻尼可调系数可达9.7。可见，内置磁流变阀结构可在受限体积下有效延长阻尼通道长度，使磁流变阻尼器输出较高的阻尼力，且具备较宽的阻尼可调范围。      

斜腿刚构曲线连续梁人行桥人致振动风险研究

大跨度斜腿刚构曲线连续梁钢结构人行桥具有结构轻柔的特点,其基频一般处于人致振动敏感频率范围内,加之主梁采用钢结构材料,结构的阻尼也较低,在行人荷载作用下,桥梁有发生共振的风险.通过介绍行人荷载基本理论和德国人行桥设计指南EN03规范关于人致振动分析方法以及舒适度评价的规定,基于Midas Civil软件建立大桥的有限元仿真分析模型.研究结果表明:该桥有3阶主梁竖弯模态需要进行人致振动加速度响应验算,主梁侧弯模态的频率由于超出了横向人致振动敏感频率范围而不需要验算;在人群荷载作用下,主梁的竖向振动最大加速度达到4.349 m/s2;当在跨中设置调谐质量阻尼器(TMD)且质量比取为0.02时,主梁人致竖向振动的最大加速度可降为0.161 m/s2,满足CL1等级的舒适度要求.最后,讨论了质量比和TMD频率偏差对减振效果的影响,为同类人行桥调谐质量减振系统参数的选择提供参考.     

中小跨径小箱梁桥减震体系研究

中小跨度小箱梁桥普遍采用板式橡胶支座, 即使在中等烈度区, 当墩高较矮时, 地震下主梁与支座间也容易发生滑动, 落梁风险较大。 文章以中等烈度区一座 4 跨连续小箱梁桥为工程背景, 建立常规体系板式橡胶支座支承的有限元模型, 采用非线性时程分析方法, 进行地震反应特性分析, 并提出了板式橡胶支座 (允许滑动) +钢阻尼器的组合减震体系, 同时对其减震效果进行了分析。 结果表明： 在地震作用下, 板式橡胶支座极易发生滑动, 支座滑动之后整个体系没有一点恢复力, 而板式橡胶支座+钢阻尼器的组合减震体系可以有效控制主梁纵横向位移、 并在一定程度上减小下部结构地震内力。     

MR阻尼器瞬态温度场的多场耦合仿真及试验

为了考察MR阻尼器工作时的温度特征，对其瞬态温度场进行了仿真与试验。基于MR阻尼器工作过程的能量转化，计算热学参数，建立仿真模型。用FLUENT软件求解MR阻尼器瞬态温度场，用温度传感器监测MR阻尼器外壁温升；对比分析仿真与试验结果，并讨论综合散热系数的影响。研究表明：MR阻尼器瞬态温度场呈现以活塞为中心向两端盖递减的梯度分布，5000s后逐渐趋于稳定；仿真与实测数据高度拟合，偏差小于6%；综合散热系数主要影响1000s后的温度变化，从7.06提高到30.11时，阻尼器最终温度下降24.35%。研究结果可为MR阻尼器结构参数优化与散热系统设计提供参考。     

磁流变技术在船舶并靠方法中的应用与实现

在船舶进行海上并靠作业的过程中,由于海风、海浪、船舶间水动力干扰等因素的存在,会产生剧烈的船舶摇荡,当摇荡运动幅度过大时,将导致两船发生触碰,存在巨大的船舶安全隐患。为了避免船舶碰撞,提高船舶作业安全性,本文对磁流变技术进行深入研究,根据磁流变特性,设计实现变阻尼补偿系统,实现了船舶摇荡姿态控制。     

基于半主动控制的 MR-TMD对钢箱梁桥冲击系数的研究

在考虑桥面粗糙度的条件下,推导出安装智能减振设备磁流变式调谐质量阻尼器（MR-TMD）后车-桥-阻尼器的耦合方程,提出 MR-TMD 的半主动控制算法,采用 Newmark-β计算耦合系统响应。通过40 m＋70 m＋40 m 连续钢箱梁数值模拟,研究车体质量、桥面粗糙度及安装 MR-TMD 对桥梁冲击系数的影响。结果表明,对连续梁桥存在冲击系数随车体质量增大而减小;位移冲击系数大于内力冲击系数;桥面粗糙度越大桥梁冲击系数越大;半主动控制的 MR-TMD 能在一定程度上减小冲击系数;针对某一阶频率设计的阻尼器能在该段频率内更好地发挥作用。     

大跨度斜拉桥施工期斜拉索减振技术研究及应用

针对大跨度斜拉桥施工期间斜拉索减振的特定要求,研发一种由钢丝绳与剪切型高阻尼橡胶阻尼装置串联组成的斜拉索临时阻尼器。首先基于Kelvin模型理论推导了斜拉索-临时阻尼器的振动方程,利用复模态分解得到斜拉索的对数衰减率;然后通过高阻尼橡胶阻尼装置的性能试验、斜拉索-临时阻尼器振动系统的数值模拟以及实桥测试,开展临时阻尼器减振性能研究。结果表明:橡胶阻尼装置的储能刚度和附加阻尼系数随减振橡胶剪切面积的增加而增大;实桥试验索减振效果较好,设计的临时阻尼器可以有效抑制施工期间斜拉索的振动,且安装拆卸方便;在平潭海峡公铁大桥的应用过程中,斜拉索-临时阻尼器系统的对数衰减率达到3%以上,减振效果良好;该阻尼器作为大跨度斜拉桥施工期斜拉索临时减振装置,具有良好的推广和使用价值。     

桥梁减震装置(大吨位阻尼器)的开发应用

通过在桥梁结构的特定部位设置阻尼器,控制结构的动力响应,减轻结构在地震中的反应,是一种行之有效的方法。上海市政工程设计研究院科研所与上海材料研究所共同开发研制的大吨位、大位移耗能阻尼器已成功地应用于重庆长江鹅公岩大桥、上海卢浦大桥、柳州宏光大桥等大型工程,对桥梁结构的抗震减震进行了有益的尝试。     

悬索桥吊索高阶涡激振动及摆锤式MTMD减振技术研究

为了解大跨度悬索桥吊索出现的大幅高频振动现象,并进行减振,以国内某主跨1688 m的悬索桥为背景(最长吊索长184.6 m),基于理论方法和施工期吊索大幅高频振动实测结果,分析吊索的振动类型及参数(频率、阻尼比);提出一种摆锤式多重调谐质量阻尼器(MTMD,其由一定形状的锤头提供质量参数,由钢绞线提供刚度及阻尼参数),采用有限元和室内试验的方法,分析其振动特性,并进行实桥验证。结果表明:该桥吊索振动频率范围为5~25 Hz,阻尼比低,单个吊点的多根吊索易发生同相位的高阶涡激振动;摆锤式MTMD单个锤头具有2个控制主频,自身阻尼比约10%,具有位移放大作用,对高频振动的响应灵敏,在很宽的频率范围内具有很好的减振性能;摆锤式MTMD可有效增加吊索自身阻尼比,控制吊索高阶涡激振动,实测减振效果达到90%以上,具有很好的实用性。