对隧道、桥梁结构和沿线建筑而言,浮置板减振性能优异,但其对轨道板及其上部结构的耗能能力有限。针对此问题,将调谐质量粒子阻尼技术应用于轨道交通振动控制领域,提出一种基于调谐质量粒子阻尼器(Tuned Mass Particle Damper,TMPD)的...对隧道、桥梁结构和沿线建筑而言,浮置板减振性能优异,但其对轨道板及其上部结构的耗能能力有限。针对此问题,将调谐质量粒子阻尼技术应用于轨道交通振动控制领域,提出一种基于调谐质量粒子阻尼器(Tuned Mass Particle Damper,TMPD)的耗能型钢弹簧浮置板结构。基于调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)及粒子阻尼理论,利用1:1浮置板轨道进行室内试验,通过落轴试验研究调谐质量粒子阻尼器安装前后钢弹簧浮置板轨道动力学特性。研究结果表明:TMPD能显著降低浮置板轨道在固有频率11.7 Hz附近的振动响应,浮置板加速度分频振级损失最大可达11.9 dB;安装TMPD的耗能型钢弹簧浮置板轨道从钢轨到地面的振动衰减最大可达23.6 dB,表明其具有优异的隔振效果;进行Z振级评价分析可得,耗能型钢弹簧浮置板Z振级约降低5 dB,在保证隔振效率基础上,调谐质量粒子阻尼器可提高浮置板轨道的耗能能力。展开更多
海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMDs),即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置T...海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMDs),即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD,形成等边三角形布置,对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果,基于拉格朗日方程和模态叠加法,对海上半潜漂浮式风机-TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。基于H_(∞)算法,即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标,对分布式TMDs的参数进行优化设计,优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。对风机-TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟,分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。结果表明:最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能;在三种不同工况的随机风浪荷载作用下,分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。展开更多
调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)是一种典型有效的结构动力响应被动控制装置,工程中常用液体质量作为TMD的调谐质量。液体质量对TMD的频率、质量比均会产生较大影响,既有研究对此尚无定量的研究结论。为了解决液体晃动效应对TMD...调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)是一种典型有效的结构动力响应被动控制装置,工程中常用液体质量作为TMD的调谐质量。液体质量对TMD的频率、质量比均会产生较大影响,既有研究对此尚无定量的研究结论。为了解决液体晃动效应对TMD的影响问题,通过传统固体质量TMD与液体质量TMD振动台对比试验,讨论了液体晃动对TMD动力特性的影响。同时,通过理论与试验对比,讨论了Housner模型用于液体质量TMD设计的准确性。研究结果表明,液体晃动会提高TMD的频率15%~30%,降低其参与质量30%左右。Housner模型能准确地描述液体TMD的模态特征,但对其动力时程响应描述误差较大。展开更多
钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的...钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。展开更多
文摘对隧道、桥梁结构和沿线建筑而言,浮置板减振性能优异,但其对轨道板及其上部结构的耗能能力有限。针对此问题,将调谐质量粒子阻尼技术应用于轨道交通振动控制领域,提出一种基于调谐质量粒子阻尼器(Tuned Mass Particle Damper,TMPD)的耗能型钢弹簧浮置板结构。基于调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)及粒子阻尼理论,利用1:1浮置板轨道进行室内试验,通过落轴试验研究调谐质量粒子阻尼器安装前后钢弹簧浮置板轨道动力学特性。研究结果表明:TMPD能显著降低浮置板轨道在固有频率11.7 Hz附近的振动响应,浮置板加速度分频振级损失最大可达11.9 dB;安装TMPD的耗能型钢弹簧浮置板轨道从钢轨到地面的振动衰减最大可达23.6 dB,表明其具有优异的隔振效果;进行Z振级评价分析可得,耗能型钢弹簧浮置板Z振级约降低5 dB,在保证隔振效率基础上,调谐质量粒子阻尼器可提高浮置板轨道的耗能能力。
文摘海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMDs),即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD,形成等边三角形布置,对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果,基于拉格朗日方程和模态叠加法,对海上半潜漂浮式风机-TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。基于H_(∞)算法,即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标,对分布式TMDs的参数进行优化设计,优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。对风机-TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟,分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。结果表明:最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能;在三种不同工况的随机风浪荷载作用下,分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。
文摘调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)是一种典型有效的结构动力响应被动控制装置,工程中常用液体质量作为TMD的调谐质量。液体质量对TMD的频率、质量比均会产生较大影响,既有研究对此尚无定量的研究结论。为了解决液体晃动效应对TMD的影响问题,通过传统固体质量TMD与液体质量TMD振动台对比试验,讨论了液体晃动对TMD动力特性的影响。同时,通过理论与试验对比,讨论了Housner模型用于液体质量TMD设计的准确性。研究结果表明,液体晃动会提高TMD的频率15%~30%,降低其参与质量30%左右。Housner模型能准确地描述液体TMD的模态特征,但对其动力时程响应描述误差较大。
文摘钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。
