汪志昊， 郜 辉， 张 闯， 刘 飞

(华北水利水电大学土木与交通学院， 河南 郑州 450045)

摆式调谐质量阻尼器频率调节新方法①

汪志昊， 郜 辉， 张 闯， 刘 飞

(华北水利水电大学土木与交通学院， 河南 郑州 450045)

针对大型摆式调谐质量阻尼器(PTMD)频率调节较难的问题，提出了一种基于永磁体作用力的频率调节新方法，即在PTMD上附加安装永磁体刚度调节装置，通过调整永磁体产生附加刚度的正负与大小，改变PTMD的等效刚度，继而实现PTMD频率的双向调节。基于拉格朗日方程建立了PTMD与永磁体刚度调节装置耦合系统的运动微分方程，阐述了该频率调节方法的可行性，以及PTMD振动频率随幅值的定性变化规律，最后开展模型试验进一步验证与明确了永磁体作用力对PTMD频率的调节机理。理论分析与试验结果表明：当摆式PTMD质量块两侧均布置相吸永磁体时，PTMD频率降低；当布置相斥永磁体时，PTMD频率增大；PTMD频率调节初步设计时，永磁体作用力的附加刚度理论计算值宜适当折减后作为实际等效刚度，该折减系数可偏保守的取为0.5。

振动控制； 调谐质量阻尼器； 频率调节； 拉格朗日方程； 等效刚度

引 言

调谐质量阻尼器(TMD)对风敏感结构振动控制效果突出，已在高耸建筑与大跨度桥梁结构得到广泛应用[1-3]。TMD主要由质量块、调谐频率的弹性元件与耗散结构振动能量的阻尼元件三大组件构成。适用于超高层建筑、高耸电视塔等结构风致振动控制的TMD主要是采用摆式结构作为弹性元件的摆式TMD，尤其是具有形式简单、设计简便、单台TMD就可实现结构多向振动控制等优点的单摆式TMD[4]。……