通过减震措施降低核安全壳地震加速度响应,确保强震作用下核电设备的安全,对提高核安全壳抗震韧性具有现实意义。调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)能有效地降低风振响应,用于控制地震响应,存在频带窄、减震效率低等不足。文中将TM...通过减震措施降低核安全壳地震加速度响应,确保强震作用下核电设备的安全,对提高核安全壳抗震韧性具有现实意义。调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)能有效地降低风振响应,用于控制地震响应,存在频带窄、减震效率低等不足。文中将TMD与惯容结合,提出采用调谐质量惯容阻尼器(tuned mass damper inerter,TMDI)降低核安全壳地震加速度。基于性能需求设计思想与H∞优化准则建立了TMDI最优参数设计方法。在此基础上,使用子结构思想联合ABAQUS与Matlab开发了数值模拟方法,实现了TMDI控制下核安全壳地震响应有限元模拟。通过对某核安全壳有限元模型进行TMDI地震控制算例分析,验证了理论分析的有效性。结果表明,采用TMDI时核安全壳顶部峰值加速度减震率为46.1%,且TMDI达到相同减震指标时所需调谐质量减少了28.2%。展开更多
在被动控制装置中,经典调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)是应用最为广泛的。然而经典TMD在实际安装使用中往往需要较大的附加质量和较大的安装空间,给实际应用带来不便。旋转惯性双调谐质量阻尼器(rotational inertia double tune...在被动控制装置中,经典调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)是应用最为广泛的。然而经典TMD在实际安装使用中往往需要较大的附加质量和较大的安装空间,给实际应用带来不便。旋转惯性双调谐质量阻尼器(rotational inertia double tuned mass damper,RIDTMD)是一种新型的、高效的振动控制装置,它利用了惯容的表观质量增效功能,以及调谐质量和调谐惯容的双重调谐效果,具有较好的减振性能和轻量化控制的特性。然而,当考虑到RIDTMD对基础激励下的主结构控制进行优化设计时,目前的设计方法基本为数值法,不便应用。为解决上述问题,基于H2优化理论,以主结构位移均方根值为目标函数,推导了RIDTMD减震系统的参数解析设计公式。在解析公式的基础上,通过频域和时域两种数值仿真方法分析了RIDTMD的减震性能和轻量化效果,验证了解析公式的准确性和适用性。仿真结果表明:在频域中,RIDTMD对主结构位移频响峰值控制和减震带宽均优于TMD,并具备轻量化和工作行程小的优势;在时域中,以5 MW陆上风机为例,在实际地震波激励作用下,RIDTMD对塔筒一阶纵弯的均方根值和峰值减震均优于TMD,在相同性能指标下能实现较好的轻量化效果。展开更多
高墩大跨连续刚构桥因主墩与上部结构固结,其减震控制设计存在一定的局限性,且主梁因地震作用会存在截面开裂及预应力束应力损失等现象。惯容系统是近年发展的结构减震控制新方式,特别是将惯容器与传统调谐质量阻尼器(tuned mass damper...高墩大跨连续刚构桥因主墩与上部结构固结,其减震控制设计存在一定的局限性,且主梁因地震作用会存在截面开裂及预应力束应力损失等现象。惯容系统是近年发展的结构减震控制新方式,特别是将惯容器与传统调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)结合,形成的调谐质量惯容阻尼器(tuned mass-damper-inerter,TMDI)。文中以某高墩大跨连续刚构桥为例,考虑施工过程结合Midas Civil与OpenSees软件建立非线性地震反应分析模型,以10条近断层脉冲波为输入,研究了分布式设置(多个)TMDI对其地震反应的控制效果。研究结果表明:地震动沿纵桥向输入时,TMDI可有效避免主梁顶板、底板开裂,但主梁腹板受力略有增大;沿横桥向输入时,TMDI则会明显降低主跨腹板受力;当地震动双向水平输入时,TMDI无论对主梁顶板、底板,还是主跨腹板的应力都有很好的减轻作用。在桥墩反应方面,墩顶最大位移平均减震率为52%(纵桥向)和21%(横桥向),纵桥向最大弯矩减震率是31%,在横桥向TMDI虽然会放大约10%的墩底弯矩,但它可控制桥墩的(弹塑性)残余位移反应。展开更多
为解决传统调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMD)在低频大跨度桥梁中静位移过大的问题,提出采用调谐质量惯容阻尼器(Tuned Mass Damper Inerter,TMDI)提高大跨度桥梁的颤振临界风速.提出了一种适用于桥梁颤振控制的TMDI布置形式,并...为解决传统调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMD)在低频大跨度桥梁中静位移过大的问题,提出采用调谐质量惯容阻尼器(Tuned Mass Damper Inerter,TMDI)提高大跨度桥梁的颤振临界风速.提出了一种适用于桥梁颤振控制的TMDI布置形式,并基于二维耦合颤振理论,建立桥梁-TMDI系统运动微分方程,进而导出系数多项式特征方程.根据劳斯-赫尔维茨稳定性判据,计算颤振临界风速.以具有理想平板断面的简支梁为例,分析TMDI在桥梁颤振控制方面的有效性,并探讨了TMDI各参数设置对颤振控制的影响.研究结果表明,TMDI可以有效提高桥梁颤振临界风速.与传统TMD相比,虽然引入惯容可能会稍微削弱其控制效果,但却可以大幅降低质量块静位移,从而在实际工程中具有更高的实用价值.展开更多
文摘通过减震措施降低核安全壳地震加速度响应,确保强震作用下核电设备的安全,对提高核安全壳抗震韧性具有现实意义。调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)能有效地降低风振响应,用于控制地震响应,存在频带窄、减震效率低等不足。文中将TMD与惯容结合,提出采用调谐质量惯容阻尼器(tuned mass damper inerter,TMDI)降低核安全壳地震加速度。基于性能需求设计思想与H∞优化准则建立了TMDI最优参数设计方法。在此基础上,使用子结构思想联合ABAQUS与Matlab开发了数值模拟方法,实现了TMDI控制下核安全壳地震响应有限元模拟。通过对某核安全壳有限元模型进行TMDI地震控制算例分析,验证了理论分析的有效性。结果表明,采用TMDI时核安全壳顶部峰值加速度减震率为46.1%,且TMDI达到相同减震指标时所需调谐质量减少了28.2%。
文摘在被动控制装置中,经典调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)是应用最为广泛的。然而经典TMD在实际安装使用中往往需要较大的附加质量和较大的安装空间,给实际应用带来不便。旋转惯性双调谐质量阻尼器(rotational inertia double tuned mass damper,RIDTMD)是一种新型的、高效的振动控制装置,它利用了惯容的表观质量增效功能,以及调谐质量和调谐惯容的双重调谐效果,具有较好的减振性能和轻量化控制的特性。然而,当考虑到RIDTMD对基础激励下的主结构控制进行优化设计时,目前的设计方法基本为数值法,不便应用。为解决上述问题,基于H2优化理论,以主结构位移均方根值为目标函数,推导了RIDTMD减震系统的参数解析设计公式。在解析公式的基础上,通过频域和时域两种数值仿真方法分析了RIDTMD的减震性能和轻量化效果,验证了解析公式的准确性和适用性。仿真结果表明:在频域中,RIDTMD对主结构位移频响峰值控制和减震带宽均优于TMD,并具备轻量化和工作行程小的优势;在时域中,以5 MW陆上风机为例,在实际地震波激励作用下,RIDTMD对塔筒一阶纵弯的均方根值和峰值减震均优于TMD,在相同性能指标下能实现较好的轻量化效果。
文摘高墩大跨连续刚构桥因主墩与上部结构固结,其减震控制设计存在一定的局限性,且主梁因地震作用会存在截面开裂及预应力束应力损失等现象。惯容系统是近年发展的结构减震控制新方式,特别是将惯容器与传统调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)结合,形成的调谐质量惯容阻尼器(tuned mass-damper-inerter,TMDI)。文中以某高墩大跨连续刚构桥为例,考虑施工过程结合Midas Civil与OpenSees软件建立非线性地震反应分析模型,以10条近断层脉冲波为输入,研究了分布式设置(多个)TMDI对其地震反应的控制效果。研究结果表明:地震动沿纵桥向输入时,TMDI可有效避免主梁顶板、底板开裂,但主梁腹板受力略有增大;沿横桥向输入时,TMDI则会明显降低主跨腹板受力;当地震动双向水平输入时,TMDI无论对主梁顶板、底板,还是主跨腹板的应力都有很好的减轻作用。在桥墩反应方面,墩顶最大位移平均减震率为52%(纵桥向)和21%(横桥向),纵桥向最大弯矩减震率是31%,在横桥向TMDI虽然会放大约10%的墩底弯矩,但它可控制桥墩的(弹塑性)残余位移反应。
文摘为解决传统调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMD)在低频大跨度桥梁中静位移过大的问题,提出采用调谐质量惯容阻尼器(Tuned Mass Damper Inerter,TMDI)提高大跨度桥梁的颤振临界风速.提出了一种适用于桥梁颤振控制的TMDI布置形式,并基于二维耦合颤振理论,建立桥梁-TMDI系统运动微分方程,进而导出系数多项式特征方程.根据劳斯-赫尔维茨稳定性判据,计算颤振临界风速.以具有理想平板断面的简支梁为例,分析TMDI在桥梁颤振控制方面的有效性,并探讨了TMDI各参数设置对颤振控制的影响.研究结果表明,TMDI可以有效提高桥梁颤振临界风速.与传统TMD相比,虽然引入惯容可能会稍微削弱其控制效果,但却可以大幅降低质量块静位移,从而在实际工程中具有更高的实用价值.
