惯容器是一种两端点加速度相关型控制元件,具有表观质量放大、耗能增效等特性,可更加高效、经济地进行结构振动控制,将惯容器表观质量增大的特性拓展到调谐减震装置中可实现轻量化振动控制。为研究高层结构上附加旋转惯质双调谐质量阻尼...惯容器是一种两端点加速度相关型控制元件,具有表观质量放大、耗能增效等特性,可更加高效、经济地进行结构振动控制,将惯容器表观质量增大的特性拓展到调谐减震装置中可实现轻量化振动控制。为研究高层结构上附加旋转惯质双调谐质量阻尼器(rotating inertia dual-tuned mass damper,RIDTMD)的轻量化振动控制效果,采用柔度法求逆的方法获得等效简化模型;通过结构模态分析、时程分析验证了等效模型的可靠性;建立附加RIDTMD多自由度结构的力学模型与运动方程;采取H_(2)优化和给定质量、阻尼参数的取值区间来确定RIDTMD的参数。在一个51层的框架核心筒结构上设计了RIDTMD,分析其在地震激励下的楼层位移、加速度和层间位移角等结构响应,频域与时程分析结果看,以调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制效果为目标的H_(2)优化设计可以使RIDTMD有着与TMD类似的振动控制效果,与无控结构相比,顶层峰值位移、均方根位移最大可分别降低18.0、32.9%,且RIDTMD的调谐质量比TMD减少30.0%。展开更多
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
本文研究了新型惯质调谐质量阻尼器(novel tuned mass damper inerter,NTMDI)的安装方法对其优化设计与减振性能的影响。详细介绍了NTMDI-R(反向安装的NTMDI)的力学模型,并采用经典固定点理论对NTMDI-R进行了优化设计,得到了NTMDI-R最...本文研究了新型惯质调谐质量阻尼器(novel tuned mass damper inerter,NTMDI)的安装方法对其优化设计与减振性能的影响。详细介绍了NTMDI-R(反向安装的NTMDI)的力学模型,并采用经典固定点理论对NTMDI-R进行了优化设计,得到了NTMDI-R最优结构参数的解析式;对比研究了NTMDI-R与现有四种经典调谐质量阻尼器(TMD、TMDI、VTMD和NTMDI)在简谐激励和随机激励下的减振效果,并探究了安装方法对NTMDI-R减振性能的影响。结果表明:正、反向安装的两种减振器(NTMDI和NTMDI-R)优化参数不同,安装方法对其减振性能有较大影响。当表观质量比β小于0.1时,NTMDI-R的减振效果差于NTMDI;而β大于0.1时,NTMDI-R的减振效果与NTMDI基本一致,因此采用NTMDI进行结构减振应明确其安装方向。基础加速度和荷载力分别作用下,NTMDI-R的减振效果相对于NTMDI分别降低了3.9%和4.7%。展开更多
传统单颗粒阻尼器存在颗粒半径过大、空间占用率高等局限,多颗粒阻尼器存在启振条件苛刻、动量交换效率低等不足。为提升颗粒阻尼器的减震性能,提出将叠层式单颗粒阻尼器(stacked single particle damper, SSPD),并将其与齿轮齿条惯容...传统单颗粒阻尼器存在颗粒半径过大、空间占用率高等局限,多颗粒阻尼器存在启振条件苛刻、动量交换效率低等不足。为提升颗粒阻尼器的减震性能,提出将叠层式单颗粒阻尼器(stacked single particle damper, SSPD),并将其与齿轮齿条惯容装置相结合,进而形成叠层式单颗粒惯容减振系统(stacked single particle-inerter damping system, SSPIS)。在深入分析颗粒各阶段受力状态的基础上,剖析SSPIS减振机理,构建SSPIS-结构系统力学模型,并提出该力学模型的数值模拟流程。为验证SSPIS理论力学模型与数值模拟分析流程的准确性,并探究SSPIS对受控结构的真实减震控制效果,制作钢框架模型结构,完成地震模拟振动台试验。动力试验与理论结果表明:将惯容装置布置于SSPD中可显著提升颗粒与结构的动量交换效率,增大其表观质量与耗能能力,拓宽SSPIS的减振频带。相较于传统颗粒阻尼器,SSPIS在各类场地地震作用下均可对受控结构产生良好的控制效果,具有良好的工程应用前景。展开更多
文摘惯容器是一种两端点加速度相关型控制元件,具有表观质量放大、耗能增效等特性,可更加高效、经济地进行结构振动控制,将惯容器表观质量增大的特性拓展到调谐减震装置中可实现轻量化振动控制。为研究高层结构上附加旋转惯质双调谐质量阻尼器(rotating inertia dual-tuned mass damper,RIDTMD)的轻量化振动控制效果,采用柔度法求逆的方法获得等效简化模型;通过结构模态分析、时程分析验证了等效模型的可靠性;建立附加RIDTMD多自由度结构的力学模型与运动方程;采取H_(2)优化和给定质量、阻尼参数的取值区间来确定RIDTMD的参数。在一个51层的框架核心筒结构上设计了RIDTMD,分析其在地震激励下的楼层位移、加速度和层间位移角等结构响应,频域与时程分析结果看,以调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制效果为目标的H_(2)优化设计可以使RIDTMD有着与TMD类似的振动控制效果,与无控结构相比,顶层峰值位移、均方根位移最大可分别降低18.0、32.9%,且RIDTMD的调谐质量比TMD减少30.0%。
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%。
文摘本文研究了新型惯质调谐质量阻尼器(novel tuned mass damper inerter,NTMDI)的安装方法对其优化设计与减振性能的影响。详细介绍了NTMDI-R(反向安装的NTMDI)的力学模型,并采用经典固定点理论对NTMDI-R进行了优化设计,得到了NTMDI-R最优结构参数的解析式;对比研究了NTMDI-R与现有四种经典调谐质量阻尼器(TMD、TMDI、VTMD和NTMDI)在简谐激励和随机激励下的减振效果,并探究了安装方法对NTMDI-R减振性能的影响。结果表明:正、反向安装的两种减振器(NTMDI和NTMDI-R)优化参数不同,安装方法对其减振性能有较大影响。当表观质量比β小于0.1时,NTMDI-R的减振效果差于NTMDI;而β大于0.1时,NTMDI-R的减振效果与NTMDI基本一致,因此采用NTMDI进行结构减振应明确其安装方向。基础加速度和荷载力分别作用下,NTMDI-R的减振效果相对于NTMDI分别降低了3.9%和4.7%。
文摘传统单颗粒阻尼器存在颗粒半径过大、空间占用率高等局限,多颗粒阻尼器存在启振条件苛刻、动量交换效率低等不足。为提升颗粒阻尼器的减震性能,提出将叠层式单颗粒阻尼器(stacked single particle damper, SSPD),并将其与齿轮齿条惯容装置相结合,进而形成叠层式单颗粒惯容减振系统(stacked single particle-inerter damping system, SSPIS)。在深入分析颗粒各阶段受力状态的基础上,剖析SSPIS减振机理,构建SSPIS-结构系统力学模型,并提出该力学模型的数值模拟流程。为验证SSPIS理论力学模型与数值模拟分析流程的准确性,并探究SSPIS对受控结构的真实减震控制效果,制作钢框架模型结构,完成地震模拟振动台试验。动力试验与理论结果表明:将惯容装置布置于SSPD中可显著提升颗粒与结构的动量交换效率,增大其表观质量与耗能能力,拓宽SSPIS的减振频带。相较于传统颗粒阻尼器,SSPIS在各类场地地震作用下均可对受控结构产生良好的控制效果,具有良好的工程应用前景。
