为解决常规非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在低能量输入时难以触发靶向能量传递的问题,在立方刚度NES的基础上引入低阶非线性刚度项,提出一种组合刚度NES,以提高NES减震性能的鲁棒性。提出考虑不同层级能量输入的NES参数优...为解决常规非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在低能量输入时难以触发靶向能量传递的问题,在立方刚度NES的基础上引入低阶非线性刚度项,提出一种组合刚度NES,以提高NES减震性能的鲁棒性。提出考虑不同层级能量输入的NES参数优化策略,采用遗传算法对组合刚度NES、立方刚度NES和调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)进行参数数值寻优,对比分析了不同阻尼器的减震性能。结果表明,组合刚度NES的减震性能全面优于立方刚度NES,对不同层级能量输入的鲁棒性几乎与TMD相当,而对主结构频率变化的鲁棒性则优于TMD。利用数值小波变换对地震响应的功率谱进行分析,揭示了组合刚度NES能在较宽频带与主结构产生强烈的瞬时内共振俘获行为,由此表明其具有极强的频率鲁棒性。对能量在受控系统中不同部分间的传递分析表明,高阶非线性刚度仅在高能量输入时转移主结构能量,而低阶非线性刚度在低能量输入时仍可有效转移主结构能量,揭示了组合刚度NES具有良好的能量输入鲁棒性。展开更多
文摘为解决常规非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在低能量输入时难以触发靶向能量传递的问题,在立方刚度NES的基础上引入低阶非线性刚度项,提出一种组合刚度NES,以提高NES减震性能的鲁棒性。提出考虑不同层级能量输入的NES参数优化策略,采用遗传算法对组合刚度NES、立方刚度NES和调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)进行参数数值寻优,对比分析了不同阻尼器的减震性能。结果表明,组合刚度NES的减震性能全面优于立方刚度NES,对不同层级能量输入的鲁棒性几乎与TMD相当,而对主结构频率变化的鲁棒性则优于TMD。利用数值小波变换对地震响应的功率谱进行分析,揭示了组合刚度NES能在较宽频带与主结构产生强烈的瞬时内共振俘获行为,由此表明其具有极强的频率鲁棒性。对能量在受控系统中不同部分间的传递分析表明,高阶非线性刚度仅在高能量输入时转移主结构能量,而低阶非线性刚度在低能量输入时仍可有效转移主结构能量,揭示了组合刚度NES具有良好的能量输入鲁棒性。
