张春巍 刘东升

摘要： 研究了被动调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，TMD）在一种新的安装方式下对悬吊结构平面摆振的控制效果，并考虑悬吊结构质量分布对TMD系统调频的影响。首先基于拉格朗日原理建立了附加双TMD体系双质点悬吊结构的无阻尼自由振动方程，并对质量分布对双质点悬吊结构周期的影响进行了理论分析；然后定义了TMD控制无阻尼自由振动的控制效果评价指标，利用Simulink对运动方程进行数值求解，证明此时TMD对悬吊结构具有一定的控制效果，并对质量分布在TMD调频、质量比与板长摆长比变化情况下对控制效果的影响进行了数值分析，发现控制效果随着双质点的分散而下降的规律，而这种规律与质量比和板长摆长比的变化无关，验证了理论分析中对质点分布影响的推断，并得出TMD应根据悬吊结构质量分布的影响来调频以保证控制效果的结论。关键词： 摆振控制； 平面摆振； 悬吊结构； 调谐质量阻尼器； 质量分布

中图分类号： TU311.3； TB123文献标志码： A文章编号： 10044523（2017）04065406

DOI：10.16385/j.cnki.issn.10044523.2017.04.017

引言

被动调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，TMD）是一种被动动力吸振器，传统的TMD由质量、弹簧、阻尼构成，在土木工程振动控制领域有广泛的应用。目前大部分对TMD的研究都集中于其对直线运动形式的控制，如桥梁的竖向振动、高层建筑的横向振动，而关于TMD控制广泛存在的扭转运动的研究则相对较少。对于大跨桥梁来说，其在风荷载作用下的振动包含扭转成分[13]，偏心建筑在地震作用下也会发生扭转振动[45]，目前TMD控制这类扭转的研究其实是一定程度上将扭转运动线性化为双向的直线运动，并没有完全考虑扭转运动形式对于TMD本身运动的影响[68]；……