检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：程志鹏华北水利水电大学

学位级别：硕士

随着斜拉桥跨径的增大,作为其主要承重构件的斜拉索的长细比也随之增大,极易在风、风雨耦合及其它外界环境激励作用下产生各种有害振动。安装外置被动黏滞阻尼器(VD)是常用的减振手段,然而超长斜拉索的推广应用导致VD安装高度比进一步降... 详细信息

随着斜拉桥跨径的增大,作为其主要承重构件的斜拉索的长细比也随之增大,极易在风、风雨耦合及其它外界环境激励作用下产生各种有害振动。安装外置被动黏滞阻尼器(VD)是常用的减振手段,然而超长斜拉索的推广应用导致VD安装高度比进一步降低,以及斜拉索目标控制模态阶次大幅增加,而VD提供的附加阻尼有限,难以满足超长斜拉索的多模态减振需求。本文依托国家自然科学基金面上项目“结构三元被动减振理论与技术及其提升斜拉索振动控制效果研究”(51878274),以国内某斜拉桥306.7米长拉索为研究对象,基于复模态理论分析和有限差分法数值仿真分别开展了负刚度非线性黏滞阻尼器(NSNVD)、惯性质量非线性黏滞阻尼器(IMNVD)以及同侧双惯性质量阻尼器(IMDs)对斜拉索多模态振动控制研究。主要研究结果如下:(1)NSNVD的被动负刚度效应显著提升了斜拉索单模态和多模态减振效果,非线性黏滞阻尼特征有助于提升斜拉索多模态减振效果。对于单模态,负刚度可显著提高斜拉索最大附加模态阻尼比,且可有效降低相应NSNVD的最优阻尼系数;对于多模态,负刚度可实现斜拉索各阶附加模态阻尼比的均匀提升,且同样可有效降低相应NSNVD的最优阻尼系数,而非线性黏滞阻尼可有效减小斜拉索各阶附加模态阻尼比之间的差异,且可显著降低相应NSNVD的最优阻尼系数。(2)IMNVD的惯性质量显著提升了斜拉索单模态减振效果,但惯性质量过大反而降低斜拉索多模态减振效果,非线性黏滞阻尼特征有助于提升斜拉索多模态减振效果。对于单模态,惯性质量可显著提高斜拉索最大附加模态阻尼比,且可有效降低相应的IMNVD的最优阻尼系数;对于多模态,惯性质量过大反而显著增大斜拉索各阶附加模态阻尼比之间的差异,且提高相应IMNVD的最优阻尼系数,而非线性黏滞阻尼可有效减小斜拉索各阶附加模态阻尼比之间的差异,且可显著降低相应IMNVD的最优阻尼系数。与NSNVD相比,IMNVD对斜拉索单模态减振增效相近,但IMNVD对斜拉索多模态减振效果显著降低。(3)当参数匹配合理的双IMDs安装在斜拉索同侧时,可实现优于在斜拉索远端仅安装单个IMD的单模态和多模态减振效果。对于单模态,参数匹配合理的同侧双IMDs对斜拉索的单模态减振效果不仅优于远端的单个IMD,甚至优于两个IMD各自减振效果之和;对于多模态,参数匹配合理的同侧双IMDs对斜拉索的多模态减振效果优于远端的单个IMD,且其对斜拉索高阶模态减振具有显著优势。

关键词：斜拉索非线性黏滞阻尼器负刚度惯性质量多模态振动控制模态阻尼比

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某大跨度连体结构舒适度多模态TMD振动控制设计

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建筑结构 2020年第19期50卷 112-116,128页

作者：周定松邓开国郑挺黄炜中国建筑西南设计研究院有限公司成都610042

某办公楼建筑立面凯旋门造型采用大跨度连体结构,跨度为43.5m。该连体竖向自振特性具有多阶竖向自振频率低、频率分布密集、阻尼比小等特点,因人群活动引起的竖向振动加速度过大导致舒适度问题,设计采用TMD振动控制减小人致振动加速度... 详细信息

某办公楼建筑立面凯旋门造型采用大跨度连体结构,跨度为43.5m。该连体竖向自振特性具有多阶竖向自振频率低、频率分布密集、阻尼比小等特点,因人群活动引起的竖向振动加速度过大导致舒适度问题,设计采用TMD振动控制减小人致振动加速度从而改善结构舒适度。根据本项目的实践,总结了一套完整的大跨度连体结构楼盖舒适度TMD振动控制设计方法。根据结构的模态形状特点、人群的活动空间分布情况及舒适度验算结果确定需要控制的频率;按等效单自由度体系确定对应模态TMD最优参数,并考虑多模态振动控制,可进一步将单个质量较大的TMD分解为多个MTMD,以改善控制效果;在分析模型相应位置处加入TMD,采用快速非线性分析法(FNA法)进行时程分析以验证TMD振动控制效果。计算结果表明:采用TMD控制结构加速度可显著改善大跨度楼盖结构的舒适性,是一种经济、实用的方法;对于频率密集型的大跨度楼盖结构,应控制多模态的振动加速度。

关键词：大跨度连体结构舒适度 TMD振动控制多模态振动控制

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Kagome夹心板的多模态压电分流振动控制研究

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振动与冲击 2017年第19期36卷 60-65页

作者：郭空明徐亚兰西安电子科技大学机电工程学院应用力学研究中心西安710071

针对Kagome夹心板的多模态振动控制问题,提出了一种独立模态压电分流振动控制方法。建立了结构与压电换能器耦合系统的有限元模型,之后详细阐述了Kagome夹心板的独立模态压电分流振动控制策略,并针对自由振动问题提出了一种实用的多分... 详细信息

针对Kagome夹心板的多模态振动控制问题,提出了一种独立模态压电分流振动控制方法。建立了结构与压电换能器耦合系统的有限元模型,之后详细阐述了Kagome夹心板的独立模态压电分流振动控制策略,并针对自由振动问题提出了一种实用的多分流电路参数优化方法。结果表明,提出的控制方法能显著提高Kagome夹心板结构的阻尼特性,加快自由振动的衰减,同时各压电分流电路之间具有很好的独立性。

关键词： Kagome 夹心板多模态振动控制压电分流振动控制自由振动

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湍流脉动激励下板结构辐射噪声的多模态压电分流振动控制方法研究

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应用力学学报 2021年第6期38卷 2208-2216页

作者：黎丰郑智伟黄修长华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

湍流脉动压力所引起的水动力噪声是高速航行水航行体的主要噪声源。针对湍流脉动压力激励下声纳平台结构的多模态振动控制问题,提出基于负电容压电分流被动控制方法的控制策略。采用四边简支流体加载平板结构模拟平台结构,湍流脉动压力... 详细信息

湍流脉动压力所引起的水动力噪声是高速航行水航行体的主要噪声源。针对湍流脉动压力激励下声纳平台结构的多模态振动控制问题,提出基于负电容压电分流被动控制方法的控制策略。采用四边简支流体加载平板结构模拟平台结构,湍流脉动压力模型使用Corcos模型。根据Hamilton变分原理建立流体-平板-多个压电分流电路系统的机电耦合动力学方程,以系统动能功率谱密度和辐射声功率作为评价指标,研究了不同来流速度下系统响应规律及不同压电分流电路的被动控制效果,针对不同控制目标确定了基于负电容-连通电路(CRLC)和负电容-电感-电阻并联电路(RLC)的控制策略。研究表明:负电容压电分流电路对不同来流速度下湍流脉动压力引起的简支板多模态振动有较强的控制效果;针对平板结构振动控制时,不考虑压电片数量限制时RLC电路控制效果较好;针对低频辐射声功率控制时,CRLC可使用单压电片达到控制效果,有效降低了水下航行体的水动力噪声。

关键词：湍流边界层压电分流电路多模态振动控制负电容声呐平台

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半主动碰撞耗能装置减震性能分析及优化设计研究

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地震工程与工程振动 2025年第1期45卷 74-84页

作者：鲁正张家伟同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

文中提出了一种具有碰撞出力时机可控的半主动碰撞耗能装置(semi-active impact damper,SAID),旨在控制地震激励下土木工程结构的多模态振动,SAID无需额外的控制元件,依靠其碰撞作动力干预结构振幅的积累实现振动控制。根据SAID力学模... 详细信息

文中提出了一种具有碰撞出力时机可控的半主动碰撞耗能装置(semi-active impact damper,SAID),旨在控制地震激励下土木工程结构的多模态振动,SAID无需额外的控制元件,依靠其碰撞作动力干预结构振幅的积累实现振动控制。根据SAID力学模型和对应半主动控制策略提出了一种碰撞净距可调的装置构造,并开展了振动台试验,探究了SAID系统在5层框架结构的减震效果。研究表明,SAID系统可以有效减小结构顶层加速度和结构层间位移,依据时频能量分析可以发现SAID能够在可控碰撞中将结构的振动能量由低阶模态向高阶模态转移,从而快速耗散能量,并有效限制主导模态所引起的结构反应。本研究进一步提出了SAID系统的优化方案增强型半主动碰撞耗能装置(enhanced semi-active impact damper,ESAID)系统,以减少冲击引起的加速度突变的负面影响,同时提高SAID系统的减震性能。

关键词：半主动碰撞耗能装置多模态振动控制时频能量分析碰撞耗能装置半主动控制

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负刚度非线性黏滞阻尼器对斜拉索振动控制研究

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振动工程学报 2022年第3期35卷 652-662页

作者：程志鹏汪志昊郜辉岳方方华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045 桥梁结构安全技术国家工程实验室北京100088

为提升传统被动线性黏滞阻尼器(LVD)对斜拉索的减振效果,本文融合被动负刚度控制技术和非线性黏滞阻尼特征,开展了负刚度非线性黏滞阻尼器(NSNVD)对斜拉索减振增效的研究。基于能量等效线性化方法获得了NSNVD的线性等效力学模型;采用复... 详细信息

为提升传统被动线性黏滞阻尼器(LVD)对斜拉索的减振效果,本文融合被动负刚度控制技术和非线性黏滞阻尼特征,开展了负刚度非线性黏滞阻尼器(NSNVD)对斜拉索减振增效的研究。基于能量等效线性化方法获得了NSNVD的线性等效力学模型;采用复模态分析获得了斜拉索张紧弦模型的附加模态阻尼比的近似解和迭代解,并分别与考虑或忽略斜拉索垂度和抗弯刚度的数值仿真解进行对比,验证了能量等效线性化方法对NSNVD斜拉索减振系统的适用性;基于考虑斜拉索垂度和抗弯刚度的仿真解分别开展了NSNVD对斜拉索单模态减振效果参数分析和多模态减振效果优化研究,获得了NSNVD负刚度系数和黏滞阻尼指数对斜拉索单模态和多模态减振效果的影响规律。研究结果表明:NSNVD的被动负刚度效应显著提升了斜拉索单模态减振效果,负刚度效应和非线性黏滞阻尼特征均有助于提升斜拉索多模态减振效果;与非线性黏滞阻尼器(NVD)和负刚度线性黏滞阻尼器(NSLVD)相比,NSNVD对斜拉索具有更好的减振效果。

关键词：斜拉索被动负刚度非线性黏滞阻尼器多模态振动控制模态阻尼比

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具有区域极点约束的柔性梁鲁棒H∞振动主动控制

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实验力学 2007年第2期22卷 155-160页

作者：王永彭程中国科学技术大学自动化系

本文基于H∞控制理论研究了传感器和作动器非同位配置情况下,柔性悬臂梁的多模态振动抑制问题。采用频域辨识方法获取低阶名义模型,合理选取加性不确定权函数和性能权函数,将鲁棒H∞控制问题转化为标准H∞控制问题。为了避免H∞控制器... 详细信息

本文基于H∞控制理论研究了传感器和作动器非同位配置情况下,柔性悬臂梁的多模态振动抑制问题。采用频域辨识方法获取低阶名义模型,合理选取加性不确定权函数和性能权函数,将鲁棒H∞控制问题转化为标准H∞控制问题。为了避免H∞控制器设计过程中产生的零极点对消问题,在求解过程中引入区域极点约束。比较了鲁棒H∞控制器和不考虑高阶未建模动态的非鲁棒H∞控制器的控制效果,实验结果表明,设计的鲁棒H∞控制器能够有效抑制柔性梁的前三阶模态振动,而且不会发生溢出问题。

关键词：柔性梁鲁棒控制区域极点约束多模态振动控制线性矩阵不等式

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黏性剪切阻尼器性能频率依存性对斜拉索多模态阻尼影响研究

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振动与冲击 2022年第10期41卷 124-132页

作者：孙利民孙浚杰陈林同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

斜拉索振动是危害缆索桥梁安全性和适用性的一个工程难题,实际中常采用附加阻尼器的方法实现减振。在拉索-阻尼器系统分析中,多将阻尼器系数考虑为常数;现有理论和试验表明,阻尼器动力特性包括刚度和阻尼系数存在明显的频率依存性,相关... 详细信息

斜拉索振动是危害缆索桥梁安全性和适用性的一个工程难题,实际中常采用附加阻尼器的方法实现减振。在拉索-阻尼器系统分析中,多将阻尼器系数考虑为常数;现有理论和试验表明,阻尼器动力特性包括刚度和阻尼系数存在明显的频率依存性,相关研究尚缺乏。并且,拉索随着长度的增大,基频降低,分析和设计中更需要考虑索的多模态(多频率)阻尼。因此,研究索阻尼器性能的频率依存性对索多模态阻尼效果的影响。研究选取工程中广泛应用的黏性剪切阻尼器(viscous shear damper,VSD)。首先,开展阻尼器单体试验研究,结果表明在固定位移幅值情况下,随着振动频率的增大,阻尼器的阻尼系数变小而刚度系数增大,系数与频率之间近似呈现指数函数的关系;进一步,采用小垂度拉索附加带刚度阻尼器模型,分析索-阻尼器系统的动力特性,讨论阻尼器性能频率依存性对索多模态阻尼效果的影响;最后,通过实索动力测试得到阻尼器对索多阶模态阻尼效果,与理论分析结果吻合。试验结果表明,实际阻尼器的设计需要考虑阻尼器性能的频率依存性,结合阻尼器单体试验和索-阻尼器系统理论分析是一种精确和实用的方法。

关键词：拉索振动多模态振动控制黏性剪切阻尼器(VSD) 频率依存性复模态分析试验研究

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框架薄壁类结构压电分流阻尼多模态减振试验研究

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振动与冲击 2023年第16期42卷 101-109,146页

作者：刘亚宁周嘉明董龙雷刘建赵建平西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

以四边固支铝合金板(框架薄壁类结构)为研究对象开展了基于压电分流阻尼电路的多模态减振试验研究。首先,开展扫频激励下单压电片单模态减振试验,电路最优参数试验结果与理论计算结果相互吻合,同时发现电路最优参数可在一个区间内取值,... 详细信息

以四边固支铝合金板(框架薄壁类结构)为研究对象开展了基于压电分流阻尼电路的多模态减振试验研究。首先,开展扫频激励下单压电片单模态减振试验,电路最优参数试验结果与理论计算结果相互吻合,同时发现电路最优参数可在一个区间内取值,而不需要与理论计算值保持绝对一致,表明压电分流阻尼电路具有良好的工程实用性;然后,基于阻塞电路开展了扫频激励下多模态减振试验,通过多个压电片实现了20~2 000 Hz内振动能量下降20.2%的减振效果,同时在一些主要模态频率处峰值控制效果可达63%,试验充分验证了多压电片多模态减振的可行性;最后,在噪声载荷激励下开展了多模态电路减振试验,在20~2 000 Hz内铝合金板三个位置处加速度响应的均方根值分别降低了19.1%,18.2%,15.3%,在648 Hz处峰值分别下降了34.1%,33.3%,31.0%。试验结果表明,多模态电路在实际工程载荷条件下仍然具有一定的减振能力。

关键词：压电分流阻尼多模态振动控制阻塞电路噪声激励薄壁结构

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基于负电容压电分流的结构振动控制研究

基于负电容压电分流的结构振动控制研究

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作者：黎丰上海交通大学

学位级别：硕士

声呐部位自噪声主要源自水动力噪声、螺旋桨噪声和机械噪声。导流罩透声窗等受湍流边界层脉动压力激励,螺旋桨激励和机械振动通过非透声界面传播到声呐舱,同时螺旋桨噪声通过透声窗传播到声呐舱内,导致声呐平台结构低频振动和内场声辐... 详细信息

声呐部位自噪声主要源自水动力噪声、螺旋桨噪声和机械噪声。导流罩透声窗等受湍流边界层脉动压力激励,螺旋桨激励和机械振动通过非透声界面传播到声呐舱,同时螺旋桨噪声通过透声窗传播到声呐舱内,导致声呐平台结构低频振动和内场声辐射线谱突出,严重影响了声呐探测能力。声纳平台结构的低频线谱振动控制是实现声呐平台降噪的关键方法。围绕振动传递控制优化,本文依托国家自然科学基金项目和上海市青年科技启明星项目,开展了针对随机激励下声呐平台结构的压电分流低频振动控制及宽频振动控制的研究。本文主要研究内容如下:针对湍流激励下声呐平台结构低频线谱振动控制问题,建立了流体-平板-压电分流电路机电耦合系统动力学模型,在研究压电分流电路单模态振动控制机理和负电容机电耦合系数放大机制的基础上,研究了电阻-电感-负电容电路(RL-NC)、负电容连通电路(RLC-NC)等压电分流电路对湍流脉动压力激励下板结构的振动响应控制效果。结果表明,负电容压电分流电路针对不同航速湍流脉动压力激励下板结构引起的辐射噪声有较好的振动控制作用。针对随机激励下声呐平台结构宽频振动控制问题,提出了切换式负电容压电分流电路、扫频式负电容压电分流电路和自适应负电容压电分流电路。建立了切换式和扫频式负电容压电分流时变电路机电耦合系统的时域求解方法。采用负电容连通电路建立了基于能量法中动能均值、热能均值与电路元件关系的自适应寻优算法。结果表明,切换式和扫频式负电容压电分流时变电路能够实现低阻尼板结构中、低频段宽频振动控制;自适应负电容压电分流电路能够针对电路元件快速地自适应寻优实现宽频振动控制,可适用于变工况、大规模压电阵列等场合。针对螺旋桨激励通过舱段、舱壁等非透声界面的振动传递控制问题,基于有限元法建立了舱段结构-压电分流电路复杂机电耦合系统动力学模型,提出了针对单模态、多模态的双负电容压电分流控制方法。结果表明,双负电容可以增强弱应变系统的机电耦合系数,实现多个测点单模态处振动传递衰减大于30%。以悬臂梁和舱段模型为对象开展了压电分流电路的振动控制试验研究。采用合成阻抗实现了RL电路、并联负电容电路,搭建了压电分流振动控制系统。悬臂梁控制试验中明确了电路参数寻优方法和负电容控制效果;舱壁振动控制试验中通过模态试验、应变测量试验等明确了舱段结构动力学特性并针对舱壁结构的第一阶弯曲模态开展试验研究。

关键词：压电分流电路负电容多模态振动控制自适应控制

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