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MR阻尼器对斜拉索减振控制的数值仿真 总被引:8,自引:1,他引:8
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。 相似文献
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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。 相似文献
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建立双支承曲线连续梁桥的空间有限元模型和减震控制动力仿真模型,根据连续梁桥的支座布置在各活动支座的切向设置8组磁流变阻尼器,在纵桥向输入3种不同频谱特点的地震动,计算分析了曲线连续梁桥地震反应主动控制、半主动控制和被动控制方法的减震效果.结果表明,磁流变阻尼器能够有效地减小曲线梁桥的主梁切向位移和固定墩墩底的弯矩与扭矩... 相似文献
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斜拉索磁流变智能阻尼控制系统分析与设计 总被引:7,自引:2,他引:7
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。 相似文献
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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。 相似文献
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中小跨径桥梁采用板式橡胶支座时,在横桥向地震作用下起到一定的隔震作用,但是墩梁相对位移偏大,主梁容易与挡块发生碰撞,甚至发生横桥向落梁等严重震害。为提高桥梁横向耗能能力,减小地震作用下主梁的侧向位移,研发了一种填充式钢管阻尼器,阻尼器与板式橡胶支座共同组成了桥梁横向减震系统。地震作用下,板式橡胶支座传递竖向荷载并提供一定的横向位移能力,填充式钢管阻尼器通过塑性变形耗散部分输入的地震能量,可以有效减小墩梁相对位移。首先阐明填充式钢管阻尼器的工作机理,试验研究其滞回性能和失效模式,并提出实用简化分析模型。在此基础上,以一座简支小箱梁桥为例,给出填充式钢管阻尼器主要参数的选取过程,分析了主梁和墩顶位移、桥墩与土-结构相互作用力以及填充式钢管阻尼器和桥梁挡块的滞回性能。结果表明:在地震作用下,填充式钢管阻尼器耗能和变形能力远大于钢筋混凝土挡块,附加填充式钢管阻尼器后,墩梁相对位移明显减小,而墩顶位移和墩底内力等变化不大,附加填充式钢管阻尼器后不会对桥墩、桩基等构件产生不利影响。 相似文献
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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(MRTMD)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40m+70m+40m连续钢箱梁数值模拟,研究车体质量、桥面粗糙度及安装MRTMD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。 相似文献
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使用Ansys建立了某大跨度斜拉桥有限元模型,并对该斜拉桥进行动力特征分析,得到了该桥固有频率和振型;利用谐波合成法编制Matlab程序,合成了该斜拉桥的三维空间脉动风场,得到了该桥主梁和桥塔各离散点的脉动风速时程;利用各离散点的风速时程转化为有限元模型中各节点抖振力时程,并对该桥进行了抖振时域分析,得到了该桥在风荷载作用下的动力响应结果。 相似文献
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使用非线性粘滞阻尼器的桥梁在地震反应中的响应分析 总被引:3,自引:0,他引:3
通过对粘滞阻尼器的非线性力学特性及工作机理进行分析,建立了桥梁使用液体粘滞阻尼器的地震反应分析模型及方程,提出了引入直接积分法的阻尼非线性在桥梁地震瞬态反应分析中的数值求解方法,对这种装置的减震性能进行了研究。使用该非线性动态时程分析方法编制的程序对使用粘滞阻尼器的吉林某特大桥进行地震反应分析,探讨了使用新型结构保护装置对连续箱梁桥地震响应的影响。结果表明,液体粘滞阻尼器可以控制主梁和非刚结墩之间传递的水平推力,可以减小刚结墩上的内力,同时也增大非刚结墩的内力。该计算方法对非线性阻尼分析有效,使用液体粘滞阻尼器可以有效减小结构地震力。 相似文献
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