MR阻尼器对斜拉索振动控制效果的仿真分析.pdf

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1、第４２卷，第１期公路工程Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１２０１７年２月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｅｂ．，２０１７ＭＲ阻尼器对斜拉索振动控制效果的仿真分析陈水生，刘宝龙，桂水荣（华东交通大学土木建筑学院，江西南昌３３００１３）［摘要］采用基于速度与位移方向的半主动控制算法，用拉索振动方程的差分离散模型对斜拉索与ＭＲ阻尼器组成的系统进行面内振动响应的分析。ＭＲ阻尼器力学关系选用Ｓｐｅｎｃｅｒ现象模型，以斜拉索的位移时程响应的作为减振效果的评价指标。分别分析了拉索在无控、主动、被动及半主动状态下的位移响应，并建立了对应于ＭＡＴＬＡＢ程序的ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真模型。仿真分析结果表明

2、，基于位移和速度方向的半主动控制算法简单有效，并且能取得良好的减振效果，优于被动控制。当ＭＲ阻尼器作为被动控制即其输入电压维持在某一特定值时，仍然具有相当于最优被动控制下的最佳制振能力。［关键词］斜拉索；ＭＲ阻尼器；半主动控制；ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真［中图分类号］Ｕ４４８．２７［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１７）０１—００４６—０６ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＦｏｒＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＳｔａｙｃａｂｌｅＵｓｉｎｇＭａｇｎｅｔｏＲｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒＣＨＥＮＳｈｕｉｓｈｅｎｇ，ＬＩＵＢａｏｌｏｎｇ，ＧＵＩＳｈｕｉｒｏｎｇ

3、（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｅｍｉ－ａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄＴｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎ－ｐｌａｎｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ

4、ｃａｂｌｅ－ＭＲｄａｍｐｅｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｓｅｍｉ－ａｃｔｉｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍＭＲｄａｍｐｅｒｓａｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＳｐｅｎｃｅｒｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌＴｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｓｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｃａｂｌｅａｎｄｆｏｒｔｈｅｗｈｏｌｅｐｅｒｉｏｄｏｆｔｉｍｅＴｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｄｏｆｔｈｅｃａｂｌｅａｔｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｕｎｃｏｎｔｒｏｌ

5、ｌｅｄ，ｐａｓｓｉｖｅ，ａｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｍｉ－ａｃｔｉｖｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅＳＩＭＵＬＩＮＫｍｏｄｅｌｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅＭＡＴＬＡＢａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｅｍｉ－ａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｃａｎｏｂｔａｉｎａｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌＷｈｅｎ

6、ｔｈｅＭＲｄａｍｐｅｒｉｓｉｎａｐａｓｓｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈａｃｅｒｔａｉｎｖｏｌｔａｇｅ，ｉｔｓｔｉｌｌｈａｓａｃａｐａｃｉｔｙｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏａｐａｓｓｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｓｔａｙｃａｂｌｅ；ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｄａｍｐｅｒ；ｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；ＳＩＭＵＬＩＮＫａｎａｌｙｓｉｓ抖振、风雨振动、参数振动等不同类型的振动，从而１概述严重制约了斜拉桥的发展并影响了桥梁的安全及使斜拉索是斜拉桥的主要的支撑体系，是斜拉桥用寿命。目前，常用的机械减振措施是在斜拉索锚的重

7、要组成部分。随着科学研究理论及施工工艺的固端近端位置的附近处安装阻尼器，以提高拉索的飞速发展，斜拉桥的跨径不断的增加，伴随着拉索的等效阻尼比来达到减振控制目的。对斜拉索减振的长度已经增加到了３００～６５０ｍ。超长的斜拉索在控制方式可以分为被动控制、主动控制和半主动控外荷载的作用下更容易发生如涡流振动、尾流池振、制等。被动控制的阻尼器如粘弹性阻尼器具有构造［收稿日期］２０１５—１０—２９［基金项目］国家自然科学基金（５１２６８０１３，５１４６８０１８）；江西省自然科学基金项目（２０１１４ＢＡＢ２１６００８