調(diào)頻類阻尼器的性能改良研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制是當(dāng)下土木工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。調(diào)頻類阻尼器如TMD、TLD等都是理論較為成熟、應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，而出于經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性考慮、以結(jié)構(gòu)物附屬設(shè)施代替TMD調(diào)頻質(zhì)量的混合調(diào)頻類阻尼器（HTTD）也常常被用于實(shí)際工程當(dāng)中。然而，調(diào)頻類阻尼器在應(yīng)用當(dāng)中仍存在一些主要問題：TMD對(duì)頻率的敏感性、TLD的晃動(dòng)質(zhì)量、晃動(dòng)阻尼相對(duì)較小、HTTD中液體晃動(dòng)對(duì)阻尼系統(tǒng)的負(fù)面影響等。
　　針對(duì)上述問題，本課題對(duì)這幾類調(diào)頻類阻尼器進(jìn)行了改良

2、和創(chuàng)新，并通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)來對(duì)其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1．對(duì)TLMD及TLCMD這兩種HTTD的控制性能進(jìn)行研究。提出運(yùn)用相位差分析方法探討 HTTD的動(dòng)力特性；同時(shí)，提出一種優(yōu)化動(dòng)力方法對(duì)HTTD進(jìn)行工程設(shè)置，使該阻尼器獲得更優(yōu)的減振控制效果以及為適應(yīng)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部使用空間要求創(chuàng)造更為寬松的條件。
　　2．在已有混合調(diào)頻類阻尼器的基礎(chǔ)上，提出兩種更具實(shí)用價(jià)值的新型混合調(diào)頻類阻尼器，即調(diào)

3、諧混合水箱/質(zhì)量阻尼器（THMD）和調(diào)諧雙重液柱/質(zhì)量阻尼器（TDLCMD）；同時(shí)，運(yùn)用相位差分析方法對(duì)這兩種新型混合調(diào)頻類阻尼器進(jìn)行動(dòng)力特性分析，并運(yùn)用優(yōu)化動(dòng)力方法進(jìn)行工程設(shè)置。
　　3．對(duì)HTTD的調(diào)頻特性進(jìn)行研究。對(duì)TLMD和TLCMD這兩種混合調(diào)頻類阻尼器在結(jié)構(gòu)頻率攝動(dòng)情況下的控制性能作出分析，得到不同尺寸設(shè)置的HTTD在不同頻率攝動(dòng)數(shù)值下的控制性能對(duì)應(yīng)于液體晃動(dòng)相位差的關(guān)系。
　　4．利用對(duì)HTTD調(diào)頻特性的分析結(jié)

4、論，提出四種可控式混合調(diào)頻系統(tǒng)：可控式TMD-TLD混合調(diào)頻系統(tǒng)（CTTHS）、可控式TMD-DTLCD混合調(diào)頻系統(tǒng)（CTDHS）、第一類可控式TMD-混合水箱調(diào)頻系統(tǒng)（CTHTS-Ι）和第二類可控式TMD-混合水箱調(diào)頻系統(tǒng)（CTHTS-ΙΙ）。同時(shí)，對(duì)這四類新型調(diào)頻系統(tǒng)的控制策略以及減振性能作出研究分析。
　　5．為增強(qiáng)TLD的減振控制性能，提出內(nèi)置橫向圓柱體調(diào)諧液體阻尼器（TLDETC）的概念，結(jié)合流體力學(xué)原理以及能量方法推導(dǎo)

5、TLDETC的晃動(dòng)質(zhì)量、晃動(dòng)阻尼比以及晃動(dòng)頻率的表達(dá)式，并通過不同設(shè)置方案驗(yàn)證該新型調(diào)液阻尼器具有比普通TLD更優(yōu)的阻尼特性、動(dòng)力特性以及減振控制性能。
　　6．在仿真分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了HTTD的試驗(yàn)?zāi)Ｐ停⑦M(jìn)行對(duì)混合調(diào)頻類阻尼器系列的首次振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，考察不同設(shè)置方案下HTTD與TMD在結(jié)構(gòu)頻率穩(wěn)定情況下的振動(dòng)控制效果，驗(yàn)證HTTD的動(dòng)力特性。同時(shí)，測(cè)試結(jié)構(gòu)頻率發(fā)生變化后不同設(shè)置方案下 HTTD與TMD的振動(dòng)控制效果，驗(yàn)證HTT