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旋转惯质双调谐质量阻尼器的优化与风振控制研究

2020-05-13李亚峰李寿英陈政清

振动工程学报 2020年2期

李亚峰 李寿英 陈政清

摘要:惯质是一种新型两节点单元,可产生远大于其物理质量的表观质量。将惯质单元与调谐质量阻尼器(TMD)相组合,系统研究了旋转惯质双调谐质量阻尼器(RIDTMD)的减振性能。首先,采用单自由度结构体系,对RIDT-MD进行全参数H∞与H2优化,得到RIDTMD各结构参数最优值;然后,以某光热电站吸热塔为研究对象,采用最优的RIDTMD结构参数,研究了RIDTMD对该塔横风向与顺风向风致振动的控制效果,并与传统的TMD减振效果进行比较。研究结果表明:调谐质量相同的情况下,RIDTMD系统的减振效果比TMD更好;减振效果相同的情况下,RIDTMD的调谐质量比TMD的调谐质量最大可减小40%。

关键词:风致振动;振动控制;调谐质量阻尼器;惯质

中图分类号:TU311.3;0328文献标志码:A 文章编号:1004-4523(2020)02-0295-09

DOI:10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.02.009

引言

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)是一種附加于主结构的被动减振装置,广泛应用于土木工程结构的振动控制。TMD结构参数优化(包括最优频率和阻尼比)主要采用两种方法:H∞和H2方法。其中,H∞方法以降低主结构的最大振幅为目标;H2方法以降低主结构所有激励频率下的总振动能量为目标。

惯质是一种新型两节点单元,Smith在2002年首次提出这一概念。惯质单元两节点问的作用力与其相对加速度成正比,正比例系数称为表观质量,该表观质量远大于其物理质量。2012年,Ika-go等运用滚珠丝杠装置研发了惯质和阻尼单元并联再与弹簧串联的复合减振系统(调谐黏滞质量阻尼器,Tuned Viscous Mass Damper,TVMD),通过理论与试验两种手段验证了TVMD良好的减振性能。随后,Garrido等……

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