轨道非线性能量阱减振参数与能量鲁棒性研究.pdf

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1、分类号密级轨道非线性能量阱减振参数与能量鲁棒性研究研究生姓名：浩文明指导教师姓名、职称：王菁菁讲师学科专业：结构工程研究方向：结构减振控制湖南工业大学二〇一八年六月六日分类号密级轨道非线性能量阱减振参数与能量鲁棒性研究Studyontheparametersofvibrationattenuationandenergyrobustnessoftracknonlinearenergysink研究生姓名：浩文明指导教师姓名、职称：王菁菁讲师学科专业：结构工程研究方向：结构减振控制论文答辩日期2018年6月6日答辩委员会主席湖南工业大学二〇一八年六月六日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声

2、明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：2018年6月6日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：2018年

3、6月6日摘要频繁的地震严重影响了人类的生命、财产安全，保证结构在极端荷载下的稳定成为了人类不得不面对的难题，过去人们通常通过加固结构来抵抗结构在极端荷载下的破坏，但这种方法并不经济且存在安全隐患，所以结构控制技术应运而生，调谐质量阻尼器是较为常用的结构被动控制装置，但其对结构频率改变敏感限制它的发展。非线性能量阱是一种非线性结构控制装置，在结构频率改变后保持较高的减振性能，能够从本质上解决控制装置对频率敏感的问题。轨道非线性能量阱是一种新型的NES，通过曲线轨道产生本质非线性回复力，较一型NES具备更强的非线性，轨道非线性能量阱具备与调谐质量阻尼器和一型NES相当的减振性能，较TMD展现

4、出更强的频率鲁棒性，单边碰振轨道非线性能量阱是在轨道NES的基础上在NES质量块运动一侧增加制动装置，产生回复力-位移非线性和不连续两种非线性回复力，较TMD展现出更强的频率鲁棒性且展现出较高的能量鲁棒性。本文对轨道NES参数与能量鲁棒性进行了研究，对SSVI轨道NES的减震参数进行了二次优化。全文的主要研究内容和结论分列如下：1.对脉冲荷载作用下轨道NES阻尼进行了研究与分析，讨论NES阻尼对其减振性能与减振鲁棒性的影响，对地震作用下轨道NES的参数进行了优化，结果表明：通过调节NES阻尼可有效提高其减振性能与减振鲁棒性，地震优化后的轨道NES展现出更优越的减振性能。2.对SSVI轨道

5、NES的减震参数（碰撞恢复系数和制动器位置）进行二次优化，结果表明：经过二次优化得到的SSVI轨道NES减震性能提高较为明显，应根据地震频率分布对SSVI轨道NES进行参数设计。3.对轨道NES轨道形状进行研究，讨论不同轨道形状函数下轨道NES的减振鲁棒性，在三阶多项式轨道NES的基础上，提出了双段轨道NES（简称DS轨道NES），并对DS轨道NES的减振性能和减振鲁棒性进行了分析，结果表明：三阶多项式轨道NES能够展现出优越的减振性能和刚度鲁棒性，且在输入能量较大时展现出较高的能量鲁棒性，而DS轨道NES在输入能量变大或变小时均能展现出较高的能量鲁棒性。I关键词：非线性能量阱，参数，能

6、量，频率，鲁棒性IIAbstractFrequentearthquakeshaveseriouslyaffectedthesafetyofhumanlifeandproperty.Itisadifficultproblemforhumanbeingswhohavenochoicesbuttofacewithtoensurethestabilityofthestructureunderextremeloads.Peopleusuallyresistthedestructionofstructuresunderextremeloadsbystrengtheningthestructuresi

7、nthepast,butthismethodisnoteconomicalanddangerious.Sothestructurecontroltechnologyemergesinthiscase.Tunedmassdamperisapassivecontroldevicewhichiscommonlyused.Butitsdevelopmentislimitedtobesensitivetostructuralfrequency