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板式电涡流阻尼单元的平面阻尼特性研究
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作者 陈政清 刘昕伯 +3 位作者 黄智文 郭文超 曹益文 张弘毅 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期317-325,共9页
研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反... 研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反,其在平面直角坐标系上的2个分量可由一个2×2的平面阻尼系数矩阵与相对速度向量的乘积唯一确定。其次,分别选取4种典型永磁阵列的PECD,采用电磁有限元方法计算了它们的平面阻尼系数矩阵和阻尼力随速度方向的变化,验证了上述阻尼力理论计算公式的正确性,并提出了PECD的等效阻尼系数概念。然后,针对等效阻尼系数各向同性的PECD,在保证永磁体高度和投影面积不变的条件下,分析了其阻尼系数随永磁体数量和永磁体行、列间距的变化规律。最后,开展了阻尼系数各向同性PECD的阻尼系数测试试验,进一步验证了理论分析和有限元仿真的正确性。 展开更多
关键词 调谐质量阻尼器 电涡流阻尼 振动控制 阻尼系数
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基于微型永电磁式涡流阻尼TMD的人行桥模型减振试验研究 被引量:17
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作者 汪志昊 华旭刚 +2 位作者 陈政清 王旭 王朝阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第20期129-132,139,共5页
针对现有结构模型减振实验用调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)难以实现TMD刚度与阻尼参数完全分离、阻尼参数试验过程中无法保持恒定且难以调整问题,研制微型永磁式电涡流阻尼TMD。其性能试验与分析结果表明,微型TMD采用电涡流阻... 针对现有结构模型减振实验用调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)难以实现TMD刚度与阻尼参数完全分离、阻尼参数试验过程中无法保持恒定且难以调整问题,研制微型永磁式电涡流阻尼TMD。其性能试验与分析结果表明,微型TMD采用电涡流阻尼装置既能确保刚度与阻尼参数的有效分离,亦能实现阻尼参数稳定、简单易调。通过某大跨度人行桥模型一阶横向振动模态自由振动减振实验识别获得结构模态阻尼比及强迫振动减振实验识别获得结构模态阻尼比、结构动力响应放大倍数、结构与TMD运动相位差等,证实微型永磁式电涡流阻尼TMD用于结构模型减振实验的可行性与有效性。 展开更多
关键词 振动控制 人行桥 调谐质量阻尼器 电涡流阻尼 模态阻尼比
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新型装配式竖向电涡流TMD试验研究 被引量:13
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作者 汪志昊 张闯 +1 位作者 周佳贞 徐宙元 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期16-22,44,共8页
针对城市大跨度钢结构人行天桥的减振需求,研制了一种结构紧凑、装配简单的新型装配式竖向永磁式电涡流TMD样机,综合TMD样机阻尼参数测试与电涡流阻尼磁场有限元分析结果提出了电涡流阻尼的初步设计方法与磁路优化布置。结果表明:新型TM... 针对城市大跨度钢结构人行天桥的减振需求,研制了一种结构紧凑、装配简单的新型装配式竖向永磁式电涡流TMD样机,综合TMD样机阻尼参数测试与电涡流阻尼磁场有限元分析结果提出了电涡流阻尼的初步设计方法与磁路优化布置。结果表明:新型TMD具有优良的阻尼特性、耐久性,且易于装配,工程应用可行性强。研究得到了用于竖向TMD的电涡流阻尼磁路优选构造:导体铜板两侧的矩形永磁铁宜采用同侧极性相同、不同侧极性相反的布置方式;永磁铁宜以水平单排布置为主,间距控制在永磁铁边长的一半以内;永磁铁必须安装2排或多排时,上下2排间距不宜小于永磁铁边长。 展开更多
关键词 人行天桥 振动控制 调谐质量阻尼器 电涡流阻尼 磁路优化
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基于电涡流-调谐质量阻尼器的海上风电筒型基础结构减振研究 被引量:8
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作者 练继建 赵悦 +2 位作者 练冲 董霄峰 王海军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期20-25,共6页
针对海上风电结构在极端风荷载作用下会发生不利于工程安全的大幅振动问题,从理论推导与工程应用两个方面研究了基于新型电涡流-调谐质量阻尼器(Eddy Current-Tuned Mass Damper,EC-TMD)在海上风电筒型基础结构应用的可行性。首先,基于... 针对海上风电结构在极端风荷载作用下会发生不利于工程安全的大幅振动问题,从理论推导与工程应用两个方面研究了基于新型电涡流-调谐质量阻尼器(Eddy Current-Tuned Mass Damper,EC-TMD)在海上风电筒型基础结构应用的可行性。首先,基于电涡流阻尼器(ECD)减振机理,将新型水平和摆式EC-TMD中的电涡流阻尼采用数值模拟中常规阻尼器等效替代;随后,利用Warburton公式对EC-TMD结构阻尼比和频率比进行优化;最后,将EC-TMD应用于江苏响水海上风电复合筒型基础结构实际工程模拟中。结果表明:极端风荷载工况下,EC-TMD可有效降低塔筒顶部振动位移幅度达21%~33%,说明其对海上风电筒型基础结构减振具有工程应用价值。 展开更多
关键词 电涡流-调谐质量阻尼器(EC-TMD) 减振 海上风电结构 原型观测 数值模拟
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采用双向调谐质量阻尼器的大跨度桥梁风振控制仿真分析 被引量:6
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作者 汪志昊 陈政清 王建辉 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期320-324,共5页
传统的调谐质量阻尼器(TMD)设计均仅针对结构某一阶模态单独设置,当用于密频结构减振时会导致附加质量过多。为减小TMD的附加质量,结合大跨度斜拉桥结构的密频与风致耦合振动特点,提出了一种新型的双向共享质量与电涡流阻尼式TMD。具体... 传统的调谐质量阻尼器(TMD)设计均仅针对结构某一阶模态单独设置,当用于密频结构减振时会导致附加质量过多。为减小TMD的附加质量,结合大跨度斜拉桥结构的密频与风致耦合振动特点,提出了一种新型的双向共享质量与电涡流阻尼式TMD。具体实现方式是:水平、竖向TMD的刚度构件分别采用悬臂梁与压簧,将水平向TMD整体置于压簧上面,从而构成竖向TMD的质量;导体板固定不动,使安装在TMD质量块的永磁体阵列随质量块竖向或水平方向运动,从而分别产生竖向与水平向的电磁涡流阻尼。研究结果表明:(1)电涡流阻尼可以很好地实现双向TMD装置的共享阻尼,且电涡流阻尼的大小可以很方便地调节;(2)采用双向TMD进行斜拉桥的风致振动控制减振效果良好,可行性强。 展开更多
关键词 大跨度桥梁 双向调谐质量阻尼器 电涡流阻尼 风致振动控制 模态阻尼比
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电涡流单摆式TMD阻尼特性的有限元分析 被引量:3
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作者 王梁坤 施卫星 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第A02期499-503,共5页
在高层及超高层建筑的抗风和抗震中,单摆式调谐质量阻尼器(PTMD)有着较为广泛的应用。传统的PTMD采用油阻尼器作为阻尼装置。然而,油阻尼器具有施工不便、耐久性差、阻尼难以调节等缺点,而且这还会给PTMD带来附加刚度,不利于PTMD的频率... 在高层及超高层建筑的抗风和抗震中,单摆式调谐质量阻尼器(PTMD)有着较为广泛的应用。传统的PTMD采用油阻尼器作为阻尼装置。然而,油阻尼器具有施工不便、耐久性差、阻尼难以调节等缺点,而且这还会给PTMD带来附加刚度,不利于PTMD的频率设计。在前人的研究成果基础上,利用电涡流阻尼代替油阻尼器,提出一种新型的电涡流单摆式TMD(EC-PTMD),并利用大型电磁场有限元分析软件Opera3D对其进行建模分析。对导体板厚度、导磁钢板厚度及其磁导间距进行了参数分析,结果表明:电涡流阻尼的大小随着导体板、导磁钢板厚度的增加基本呈非线性增长;随着磁导间距的增大,电涡流阻尼呈非线性减小。在用二次函数拟合磁导间距与有效电涡流阻尼系数间关系的基础上,提出一种有较强适用性的EC-PTMD的设计方法。 展开更多
关键词 振动与波 电涡流阻尼 电涡流单摆式调谐质量阻尼器 参数讨论 磁路优化
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单摆式电涡流TMD装置优化设计与模型试验研究 被引量:12
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作者 汪志昊 郜辉 +1 位作者 张新中 田文文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1-7,共7页
为实现单摆式电涡流TMD构造与磁路优化设计,探讨了TMD装置整体构造,综合理论分析、模型试验与三维电磁场有限元仿真,研究了TMD质量块与板式电涡流阻尼器(PECD)二者之间的磁场吸引力作用对TMD振动频率的影响程度,以及磁路布置对PECD等效... 为实现单摆式电涡流TMD构造与磁路优化设计,探讨了TMD装置整体构造,综合理论分析、模型试验与三维电磁场有限元仿真,研究了TMD质量块与板式电涡流阻尼器(PECD)二者之间的磁场吸引力作用对TMD振动频率的影响程度,以及磁路布置对PECD等效阻尼系数的影响规律。结果表明:PECD宜安装在TMD运动质量块的底面;磁场吸引力作用将增大TMD振动频率,TMD初步设计宜适当调整初始摆长以避免TMD失谐;通过尽可能减小磁场间隙、适当加厚导磁钢板、优化铜板厚度等方法均可提升PECD耗能效果;沿TMD运动方向,相邻永磁体磁极宜交错布置,通过有限元仿真确定最优间距;沿垂直于TMD运动方向,相邻永磁体磁极宜同向布置,且间距越小越好。 展开更多
关键词 摆式调谐质量阻尼器(PTMD) 板式电涡流阻尼器(PECD) 等效阻尼系数 磁路优化 振动频率 阻尼比
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竖向TMD用板式电涡流阻尼器磁路对比分析 被引量:10
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作者 汪志昊 李国豪 +2 位作者 周佳贞 田文文 郜辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期233-239,共7页
为提升竖向TMD用板式电涡流阻尼器(PECD)的耗能效率,分别开展了典型竖向电涡流TMD样机的阻尼性能测试与有限元仿真分析,基于相邻永磁体有效耦合率性能指标,采用三维电磁场有限元分析方法分别优化了外置式与内置式PECD的磁路设计,并对比... 为提升竖向TMD用板式电涡流阻尼器(PECD)的耗能效率,分别开展了典型竖向电涡流TMD样机的阻尼性能测试与有限元仿真分析,基于相邻永磁体有效耦合率性能指标,采用三维电磁场有限元分析方法分别优化了外置式与内置式PECD的磁路设计,并对比分析了各磁路的耗能效率、耐久性与占用空间等。研究结果表明:提出的相邻永磁体有效耦合率可以很好地表征永磁体相互作用对PECD等效阻尼系数的影响程度,有助于指导磁路优化设计;外置式与内置式PECD磁路优化设计方案在相邻永磁体磁极布置、水平与竖向适宜间距等方面均存在较大差别;各最优磁路永磁体用量一定时,内置式PECD的等效阻尼系数略低于外置式PECD(附加导磁钢板),但远高于外置式PECD(无导磁钢板);装配内置式PECD的竖向TMD结构相对紧凑,且耐久性也相对较高。 展开更多
关键词 调谐质量阻尼器 板式电涡流阻尼器 等效阻尼系数 磁路 三维电磁场有限元仿真
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大跨度人行悬索桥静动力特性研究 被引量:5
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作者 张欣 刘勇 《公路工程》 北大核心 2019年第3期74-79,共6页
大跨度人行悬索桥广泛应用于跨越景区水域及山谷,其宽跨比通常较小,静动力特性突显。以某338m主跨地锚式人行悬索桥为工程背景,采用模型仿真、理论分析和节段模型试验相结合的方法,研究大跨度人行悬索桥结构的静动力特性。研究结果表明... 大跨度人行悬索桥广泛应用于跨越景区水域及山谷,其宽跨比通常较小,静动力特性突显。以某338m主跨地锚式人行悬索桥为工程背景,采用模型仿真、理论分析和节段模型试验相结合的方法,研究大跨度人行悬索桥结构的静动力特性。研究结果表明:大桥在各个荷载工况下,结构的静力响应均满足规范要求;人行桥的人致振动问题突出,3阶竖弯模态和2阶侧弯模态需进行减振设计,最终优化采用电涡流调谐质量阻尼器减振方案;加劲梁三分力系数分别为阻力系数1.663,升力系数-0.121,俯仰扭矩系数0.001,静风临界风速和颤振临界风速分别为116和53.1m/s,均大于设计检验风速,满足相关规范要求。大跨度人行悬索桥设计及静动力特性研究为类似桥梁的设计研究提供参考。 展开更多
关键词 人行悬索桥 静动力特性 节段模型试验 人致振动 电涡流阻尼器 抗风性能
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电涡流TMD在某人行桥减振中的应用研究 被引量:1
10
作者 杨德超 李金海 《四川建筑科学研究》 2020年第5期34-42,共9页
以某钢箱梁人行桥为例,依据两种规范(ISO 10137与JGJ/T 441)的人行激励模型分别建立了5种人群荷载工况,并对其进行了结构动力响应分析,发现两种规范下均有不满足ISO 2631规范舒适度要求的人群荷载工况,因此采用电涡流TMD对人行桥进行了... 以某钢箱梁人行桥为例,依据两种规范(ISO 10137与JGJ/T 441)的人行激励模型分别建立了5种人群荷载工况,并对其进行了结构动力响应分析,发现两种规范下均有不满足ISO 2631规范舒适度要求的人群荷载工况,因此采用电涡流TMD对人行桥进行了减振,并提出了一种电涡流TMD阻尼设计方法。结果表明,ISO 10137规范下人行桥的竖向峰值加速度相较于JGJ/T 441规范更小,其结果更偏保守。人行桥加设电涡流TMD后,减振效果显著,需减振工况在桥跨l/2处峰值加速度减振率均超过80%,满足ISO 2631规范的舒适度要求。 展开更多
关键词 人行桥 电涡流阻尼 舒适度 多调谐质量阻尼器 人行荷载
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新型摆式调谐质量阻尼器在桥梁工程上的应用 被引量:3
11
作者 吕江 汪正兴 +1 位作者 李东超 朱世峰 《交通科技》 2017年第1期67-69,共3页
飞云江五桥主桥采用H形截面吊杆,其吊杆空气动力学性能较差,容易引起风致振动。为避免风致振动导致吊杆疲劳破坏,影响结构及运营安全,为其设计并安装了新型摆式调谐质量阻尼器(PTMD),采用电涡流耗能提供阻尼力。阻尼器参数设计时,采用... 飞云江五桥主桥采用H形截面吊杆,其吊杆空气动力学性能较差,容易引起风致振动。为避免风致振动导致吊杆疲劳破坏,影响结构及运营安全,为其设计并安装了新型摆式调谐质量阻尼器(PTMD),采用电涡流耗能提供阻尼力。阻尼器参数设计时,采用目标函数以吊杆抑振效果为主,同时兼顾阻尼器位移响应的优化算法,避免阻尼器构件疲劳损坏,影响长期减振效果。测试结果表明,该新型PTMD用于抑制吊杆的风致振动效果明显,同时能够为吊杆提供长期有效的减振保障。 展开更多
关键词 摆式调谐质量阻尼器(PTMD) 电涡流阻尼 拱桥吊杆 振动控制
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一种新型多维电涡流调谐质量阻尼器及结构减震控制研究
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作者 宋剑桥 李宏男 +1 位作者 张皓 付兴 《振动与冲击》 2025年第10期233-240,共8页
地震动和结构都具有多维的特性,在地震作用下结构不仅会产生平动也会发生扭转,传统的调谐质量阻尼器一般只能控制结构的平动,无法有效控制结构的扭转反应。因此,提出了一种新型多维电涡流调谐质量阻尼器(multidimensional eddy current ... 地震动和结构都具有多维的特性,在地震作用下结构不仅会产生平动也会发生扭转,传统的调谐质量阻尼器一般只能控制结构的平动,无法有效控制结构的扭转反应。因此,提出了一种新型多维电涡流调谐质量阻尼器(multidimensional eddy current tuned mass dampers,MEC-TMD),可同时控制结构的平动和扭转反应。在分析了阻尼器内在结构形式和推导了阻尼力计算公式的基础上,以一个典型的偏心结构为研究对象,考虑不同场地的地震动的影响,利用有限元数值模拟方法对比分析了MEC-TMD与传统TMD的减震控制效率,初步验证了所提出的MEC-TMD的有效性。结果表明:所提出的MEC-TMD对结构地震作用下的平动和扭转反应均有良好的控制效果,该阻尼器的研发对于有效控制结构的扭转反应具有积极的意义和应用价值。 展开更多
关键词 电涡流 调谐质量阻尼器 扭转反应 有限元 减震
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