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调谐质量阻尼器(TMD),作为被动控制装置,其本身固有的不可调性及自适应性问题限制了它的应用领域和不同激励下的减振稳定性,特别是在地震激励下的减振有效性一直受到质疑。许多学者对其应用领域的拓宽,控制效果及适应性的改进进行了大量研究,但其本身的一些固有缺陷,如对频率的敏感性、对激励的适应性差,质量单元的笨重难以安装等一直难以得到解决。此外,一些改进方法大大增加了控制成本,使得装置的实用性变差。在前期研究中,一些学者提出一种新型被动控制阻尼器——碰撞调谐质量阻尼器(P-TMD),该阻尼器有效利用碰撞过程耗散振动能量这一事实,将粘弹性限位层并入传统TMD装置,为TMD增加碰撞耗能的能量耗散方式,从而使得TMD的控制频带和减振适应性都得到了提高,本文针对前人的理论研究成果实际制作了用于水平向减振的集成P-TMD装置,通过理论结合试验研究的方式对P-TMD阻尼器的减振机理及其设计参数对减振效果的影响等问题进行了更为深入的研究,主要内容及成果包括:(1)根据P-TMD阻尼器的力学模型设计出用于水平向减振P-TMD阻尼器装置原型并加以实现,检视了该装置的工作状态并发表了相关专利。(2)设计振动台试验并将该P-TMD装置安装于小型框架结构中,对P-TMD在简谐激励、地震激励下的控制效果进行了研究。研究结果表明,相对于传统TMD,P-TMD有着更好的控制效果,特别是对结构加速度响应控制效果的提高十分明显。P-TMD对加速度控制效果的提高,在简谐激励下峰值响应提高幅度可达31.60%,均方根值可达40.70%;在唐山地震激励峰值和均方根值响应分别可达 21.94%、29.67%,Kobe 地震激励下分别可达 17.19%、21.59%。(3)在Abaqus中建立了 P-TMD装置中质量单元与粘弹性限位层碰撞过程的有限元模型,结合有限元仿真结果改进了传统的Hertz碰撞力模型。结合推导的碰撞力模型,进而提出P-TMD阻尼器的力学模型,进一步完善了 P-TMD阻尼器受控系统的振动方程。(4)结合P-TMD的力学模型和受控系统的振动方程,进一步优化了 P-TMD受控系统数值分析方法,振动台试验结果和数值仿真的对比结果都表明了P-TMD比传统TMD有更好的控制效果,同时也验证了碰撞力模型和P-TMD力学模型的准确性。