【摘 要】
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惯容是一种将两端点加速度差转化为惯性力的设备,惯容可通过运动模式的转变输出远大于其物理质量所能提供的惯性力,而负刚度则是可以通过调节主系统固有频率来控制振动的元件。因此将两者结合研究其共同工作时的振动控制性能是有意义的。针对传统调谐质量阻尼器控制频带窄和过分依赖质量块大小的缺陷,本文提出了结合惯容和负刚度的新型阻尼器模型——负刚度调谐惯容阻尼器(简称TID_NSD)。为了探究TID_NSD的减振(
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惯容是一种将两端点加速度差转化为惯性力的设备,惯容可通过运动模式的转变输出远大于其物理质量所能提供的惯性力,而负刚度则是可以通过调节主系统固有频率来控制振动的元件。因此将两者结合研究其共同工作时的振动控制性能是有意义的。针对传统调谐质量阻尼器控制频带窄和过分依赖质量块大小的缺陷,本文提出了结合惯容和负刚度的新型阻尼器模型——负刚度调谐惯容阻尼器(简称TID_NSD)。为了探究TID_NSD的减振(震)性能,本文围绕阻尼器参数优化及性能分析做了如下研究:1.先后通过单自由度模型从理论上验证了惯容和负刚度单独工作的性能。研究结果表明惯容元件可以替代传统TMD中的质量块元件,在实现相同的减振(震)效果的同时降低阻尼器所需阻尼的大小;负刚度元件可以降低系统刚度,从而使得其自振频率降低,于是原本共振频率下的振动得到控制。2.基于固定点理论和H2指标优化控制方法对TID_NSD装置进行了参数优化,并与传统TMD和TID进行了对比。研究结果验证了TID_NSD装置的可行性以及优越性,TID_NSD同时具有惯容和负刚度的优势又弥补了对方的缺陷。3.对比了不同优化方法得到的最优参数与性能,发现基于两种方法得到的最优刚度比和最优负刚度比结果相接近,而最优阻尼比的相差相对较大。相比传统TMD,TID_NSD装置具有放大阻尼、不依赖质量比和控制频带更宽的优势。4.将TID_NSD和传统TMD在Hach波、Kobe波和阪神波的作用下进来了时程分析,结果验证了优化结果的正确性,通过与传统TMD的对比显示出了TID_NSD装置优秀的减振(震)性能。
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