减振器用于多自由度结构的优化设计

论述了用于结构抗震的调谐质量阻尼器（TMD）的最佳设计，在设计过程中，考虑到多自由度结构，因此要对现有的设计程序进行改进，而目前为止，通常仅考虑单一振型，由外界扰动到某个稳定输出的传进函数H2范数作为优化准则的性能指标，通过已经成功应用于许多领域的遗传算法来找出TMD参数的优化值，通过若干多自由度优化参数的数列结果表明该设计方法的有效性，用推荐的方法，在没有规定控制振型的情况下能确定质量阻尼器的优化值，此外和Den Hatrog和Warburton计算法作了比较。     

基于TMD的拉索振动控制研究

对基于安装位置不受局限的TMD阻尼器的拉索多模态耦合振动控制进行了研究,理论推导建立了张紧索-多TMD阻尼器模型、基于张紧索模型的TMD阻尼器参数优化,并进行了相关的数值计算,结果表明多个TMD阻尼器能有效地控制拉索的多模态耦合振动.     

具有高墩桥梁结构的被动控制

将主结构作为多自由度推导了受控振型的频率幅值响应方程,在此基础上比较了具有STMD和MTMD结构受控振型不同的频率响应特征并分析TMD布设位置对制振效果的影响,最后根据推导的频率幅值方程针对一座特大桥进行了MTMD参数分析和设计,并给出了在2条地震波作用下的时程分析结果。     

摆式碰撞双重调谐质量阻尼器减振性能研究

柔性高耸桥塔具有刚度低、阻尼小等特点，极易在强风以及地震等动力荷载下产生大幅振动。摆式调谐质量阻尼器(Pendulum Tuned Mass Damper，简称摆式TMD)是目前常用的高耸结构被动控制方法，但其具有参数敏感、控制频域窄、阻尼实现手段复杂等突出缺点。为此，提出了一种摆式碰撞双重调谐质量阻尼器(Pendulum Pounding Double Tuned Mass Damper，简称PPDTMD)，该阻尼器具有双重调频能力，既提高了其减振性能，也解决了传统摆式TMD需要外接阻尼元件和碰撞式TMD噪声问题。建立了多自由度结构与摆式碰撞双重调谐质量阻尼器耦合系统的运动方程，通过参数搜索方法确定了其最优设计参数，拟合得到简化设计公式，对比了PPDTMD与传统摆式TMD的减振效果。以某自立桥塔为研究对象，分别研究了在涡振、地震、强风荷载作用下PPDTMD的抑振性能。研究结果表明:PPDTMD具有双重调谐特性，减振性能显著提升，当质量比为4%时，PPDTMD相对于理想摆式TMD、实际摆式TMD的动力放大系数峰值分别下降了11%和46%;在PPDTMD控制下，自立桥塔涡激共振(简谐激励)作用下的塔顶位移响应幅值减振率为71.9%；Kobe波作用下的塔顶位移峰值及均方值减振率分别为34.7%和60.2%；抖振力作用下的塔顶位移峰值及均方值减振率分别为26.9%和43.5%;不同动力荷载下PPDTMD的减振性能均优于传统摆式TMD。     

TMD对人行天桥的振动控制研究

根据调频质量阻尼器(TMD)的工作原理,以拉萨市林廓天桥为研究对象,建立空间有限元模型,对其结构的振动响应进行动力分析,得到TMD的设计参数.并对天桥安装TMD前后在共振频率下的荷载工况进行动力测试.测试数据结果表明设计的TMD有明显的减振效果.同时TMD设计可为类似工程提供参考.     

人行天桥的竖向减振设计

当人行天桥的竖向自振频率不能满足规范要求的时候,需要对其进行减振设计,采用协调质量阻尼器(TMD)进行竖向减振设计是实用且有效的方法。该文介绍了竖向人群激振荷载的选取和TMD参数的计算过程。最后以某人行天桥为例,计算了安装TMD之后桥梁结构的动力响应特性。     

MTMD对铁路钢桁梁桥减振方案研究

调频质量阻尼器（TMD）是把一个较小的振动系统安装在需要减振的结构上来吸收主结构控制振型的振动能量,从而达到抑制主结构的振动。调频质量阻尼器原理简单,应用广泛,在建筑和机械减振上已经有了很多成功利用的例子,但是在钢桁梁桥减振的应用几乎没有。本文将就阻尼器在铁路钢桁梁桥减振上的应用作一些研究。     

金沙江公铁两用大桥吊杆阻尼器参数设计及优化

金沙江公铁两用大桥主桥为主跨336m的钢箱系杆拱桥,封闭式箱形刚性吊杆为柔细构件,易发生风致振动,因吊杆侧壁未开人孔,须在吊杆拼接吊装前安装阻尼器,无法采取成桥后实测吊杆动力特性的手段来指导阻尼器设计。鉴于此,为解决其可能出现的振动问题,采用调谐液体质量阻尼器(TLMD)进行减振设计及优化。首先采用有限元法分析吊杆的自振频率,利用振型归一化方法计算吊杆的模态质量;然后在质量比分析的基础上,确定阻尼器的基本技术参数;最后考虑数值模拟的偏差,采用频率分布式设计方法,拓宽阻尼器工作的频率范围,基于多目标满意度优化方法,优化各阻尼器的设计参数。将优化后的多重调谐液体质量阻尼器(MTLMD)方案与吊杆未安装阻尼器、单一频率方案的结果进行对比,得到优化后的方案可以有效降低吊杆的动力放大系数,达到减振的目的。     

大跨度悬索桥长吊索宽频调谐阻尼减振技术研究

为实现大跨度悬索桥长吊索宽频(0～30 Hz)阻尼减振,以广西龙门大桥为背景,对该桥50 m以上长吊索宽频减振技术进行研究。考虑该桥长吊索原刚性减振架方案无法有效控制多根吊索同相位振动,且不能为吊索提供结构阻尼,根据理论分析和参数优化,提出采用3个小阻尼比(阻尼比为2%)、小质量比(质量比为0.10%)调谐质量阻尼器(TMD)和6个大阻尼比(阻尼比为10%)、大质量比(质量比为0.50%)TMD协同作用实现吊索0～30 Hz全模态阻尼减振目标,选用质量和刚度分布具有各向同性、控制频率和自身阻尼比便于调节的摆锤式调谐质量阻尼器(PTMD)进行减振设计,并进行有限元模拟和模型试验以验证可行性。结果表明：多个PTMD协同控制可实现吊索的宽频阻尼减振,其各向同性特征可实现吊索多向振动控制;建议龙门大桥采用在加强原有刚性减振架的基础上,将多个PTMD按振型参与最大原则离散布置在刚性减振架上,集成刚性减振架刚性连接和PTMD调谐减振功能,实现该桥长吊索宽频阻尼减振。     

大跨人行天桥动力性能优化设计

以山东烟台某人行天桥为例,采用Midas Civil建立空间有限元模型,从经济、美观和舒适性方面对主梁结构进行优化设计,采用了调谐质量阻尼器(TMD)技术提高人行桥阻尼。参考德国指南叙述动力性能优化设计的原理并对TMD主要设计参数进行设计,给类似工程优化设计提供了可靠的借鉴经验。     

大跨度密频斜拉桥模态耦合抖振MDTMD控制

为了对大跨度密频斜拉桥抖振进行控制，基于虚功原理推导出以广义相对位移为未知量的多自由度多模态耦合抖振频域控制方程，总结文献中以位移为最优目标的调谐阻尼器（TMD）最优参数解析解，改进传统双频TMD（DTMD）模型，提出衡量DTMD自身冲程大小的评价标准和采用频响函数峰值分布情况选取控制频宽，对比研究各种参数优化方案和DTMD频率间距对抖振减振效果的影响。研究结果表明，密频斜拉桥抖振响应谱密度峰值的分布特性和一般斜拉桥有明显不同，响应谱在各阶振型频率之间的鞍谷能量不可忽视，各阶振型对主梁不同位置的抖振响应贡献具有差异性。结构阻尼比越小，单个DTMD（SDTMD）减振效果越好，SDTMD控制会出现频响函数能量频移现象。多模态多重调谐质量阻尼器（MDTMD）控制要优于单模态MDTMD控制，改进的DTMD能够在2个方向同时达到良好的减振效果，比传统的DTMD更具优势。分析DTMD频率间距按照均匀分布、二次抛物线分布和频响函数积分等面积分布计算的抖振响应控制效果表明，合理的频率间距能够在相同条件下获得更好的减振效果。单模态和多模态控制得出的结果都表明，Krenk解在综合减振效果上要优于Den Hartog解，采用公路桥梁抗风设计规范（JTG/T 3360-01-2018）中Den Hartog解进行DTMD参数设计时，应增加DTMD的设计阻尼比，且增幅不少于15%。     

大跨度斜拉桥施工阶段的抖振控制措施研究

斜拉桥是一种大跨柔性结构,一般采用悬臂拼装施工的方法,紊流风会诱发桥梁结构抖振响应。在施工阶段的最大双悬臂状态下,结构的刚度和阻尼都较小,对风的作用更为敏感,因而施工阶段由紊流风引发的抖振响应要比成桥阶段大得多,过大的抖振势必对施工和结构安全造成影响,过大的抖振响应可能损害施工机械以及施工人员,同时钢结构桥梁也可能导致局部疲劳。本文采用调谐质量阻尼器的减振措施来对桥梁进行减振分析,以单自由度简谐激励荷载作用作为研究对象,研究了质量比、频率比以及TMD阻尼比对桥梁—TMD系统的动力放大系数DAF的影响,从而将优化后的参数应用到实际桥梁中,来观察其减振效果。     

TMD系统对钢桥的振动控制与延寿效果分析

针对调谐质量阻尼器(TMD)系统对钢桥延寿方面研究的不足,采用有限元仿真分析手段,以一座主桥跨径为(55+80+55)m的连续钢箱梁桥对TMD系统的振动控制和延寿效果进行了研究,分析了质量比、阻尼比、频率比等参数对TMD系统减振效果的影响,并得出了TMD系统的最佳参数取值。最后,通过对设置TMD系统和未设置TMD系统的钢箱梁桥疲劳寿命的对比分析,评估了TMD系统的延寿效果。     

钢结构景观人行桥梁高和铺装对人致振动和阻尼器设计的影响

以上海临港顶新科学家公园环形景观人行桥为例，详细分析了人行桥行人舒适度评估和质量调谐阻尼器（TMD）的设计过程。在跨径、梁高、桥面附属等外部景观条件的约束下，针对人行桥主梁梁高和桥面铺装厚度两方面的业主要求，对TMD的合理布置、数量的优化做了研究。总结归纳了人行振动计算和TMD的设计经验。     

大跨度悬索桥梁端位移控制振型分析

首先对大跨度悬索桥梁端位移控制振型进行理论分析,然后通过自由振动分析和地震激励分析明确了大跨度悬索桥梁端位移控制振型,最后对非线性液体粘滞阻尼器单自由度简化分析方法的适用性进行研究.     

基于模态安装位置比的斜拉索-阻尼器参数研究

为扩展常规斜拉索阻尼器优化理论的适用范围,针对高阶振型和阻尼器安装位置较高的情况,将安装位置比和斜拉索振型模态相结合,提出模态安装位置比的定义,代替常规的安装位置比,评估斜拉索安装阻尼器后的阻尼特性。并以某长江大桥为例,对其最长斜拉索的阻尼参数采用该方法进行分析。结果表明:随着振型阶次的增加,斜拉索的模态安装位置比呈先增大后减小的趋势,阻尼器安装位置为振型峰值时达到最大值0.5;随着振型阶次的增加,各阶模态对应的最大阻尼对数衰减率开始保持不变,当阻尼器安装位置超过振型峰值后,逐渐减小;基于模态安装位置比的阻尼器参数分析方法可以准确评估斜拉索安装阻尼器后的阻尼特性。     

大跨度钢桁架人行天桥减震控制研究

介绍了大跨钢桁架人行天桥消能减震设计.研究表明,采用调谐质量阻尼器(TMD)减振系统后,能有效减小人行激励下结构的加速度,减振效果显著并可获得较好的人行舒适度.     

摩托车磁流变阻尼器的设计研究

磁流变液是一种新型智能材料,属于可控流体,具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流变性能的特点.选择剪切阀式作为阻尼器的工作模式,对磁流变阻尼器的磁路进行设计,优化了磁流变阻尼器的结构参数,并根据理论分析选择阻尼器的结构尺寸,设计制作了单出杆磁流变阻尼器.     

TLMD阻尼器在桥梁工程上的应用研究

为有效抑制九江长江大桥三大拱吊杆的涡激振动,曾为其加装了TMD阻尼器.近20 a来其涡激振动得到了控制,但却造成了阻尼器长期大幅振动状态下的疲劳损伤.为避免当损伤积累后将削弱减振效果并危及结构安全,依托该桥三大拱吊杆新型液体-质量双调谐阻尼器(TLMD)研发项目,研究了阻尼器安装质量比与主振系统及阻尼系统动力放大系数的关系,并对阻尼器振动幅值进行了理论分析.研究发现:为保证阻尼器的安全与可靠,应选取合理的阻尼器安装质量比,使得该类阻尼器的动力放大系数不超过30倍.并据此指导了该桥吊杆新增阻尼器实施方案的设计.测试结果表明减振效果良好,且未见阻尼器疲劳损伤现象.     

人行桥的振动控制分析

在人群荷载激励下,会导致大跨度人行桥产生较大的振动,影响桥梁的安全性和桥上行人的舒适性。该文以某人行桥为研究对象,在人行桥跨中设置了调谐质量阻尼器(TMD),计算得到了TMD的各最优参数,并进行了动力特性分析,研究了在动荷载作用下TMD对人行桥的减振效果。