浅谈基于mr-tmd的结构地震和风振反应控制分析

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1、北京工业大学硕士学位论文基于MR-TMD的结构地震和风振反应控制分析姓名：崔家安申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：闫维明20070501摘要本论文应用半主动质量MR-TMD控制装置控制效果好，有效减振频带宽的特点，以某标志塔为工程背景，研究了MR-TMD控制装置在高耸结构风振、地震控制中的减振效果，并与同质量块的调谐质量阻尼器(n仰1)、同质量同权系数的主动质量驱动器(AMD)的控制效果进行分析比较。本文介绍了MR智能材料及MR阻尼器的特性，并详细介绍了几种主要的MR阻尼器的力学模型分析了各种模型的优缺点，特别是通过比较分析并结合实验分析结果

2、详细介绍了本文的MR阻尼器所采用的修正的Bingham模型。总结了双出杆剪切阋式躲阻尼器的设计原则和实用设计方法，为本文躲-T141)中的胍阻尼器的设计奠定了理论基础。总结了半主动仿真分析的注意要点和参数确定原则。+通过分析单自由度结构MR-TMD控制。系统研究了lVlR-TlVID控制装置的减振性能．分析比较了几种半主动控制算法的不同控制效果．研究表明：MR．-TNID对结构动力反应有很好的控制效果；MR-TMD的有效减振频带宽度比传统TMD更宽；不同控制算法对减振效果有一定影响；MR阻尼器参数对MR-TIvID的控制效果影响较大。基于河南艺术中心

3、标志塔这一具体的工程实例，分析gR-TMI)控制装置对实际高耸结构由风和地震荷载弓l起振动的控制效果。针对塔的结构特性，对该标志塔进行自由度简化，将三维实体结构模型缩聚为二维的ll自由度集中质量模型；仿真分析ilR-TMD控制系统对该塔的风振、地震控制效果。同时对比与MR-TIvll)具有相同质量块的被动TMD控制、主动AMD控制的控制效果。给出了MR-TIdD、A岫在结构输入风荷载激励下的实际控制力，在此基础上确定了MR阻尼器各项参数；同时对比了MR一1啪、A岫实现最优控制效果所需的外部能量。关键词：半主动控制；MR阻尼器；MR—TMD；仿真分析北

4、京工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTInthispaper,appliedthebettercontroleffectandwidereffectivecontrolledfrequencyofsemi·activetunedmassdamper(MR·TMD)，contraposedafactualprojcctexample．thevibrationcontroleffectwhentowerystmc嘶encounteredwindandearthquakeusingMR-TMDisstudied，comparedthecontrolef

5、fectwithTMDandAMDwiththesalrletunedmassandsalrleplusmatrix．Thedesigningprincipleandpracticalmethodisstudiedandsummarized，theacademicfoundationofpracticaldesigningfortheparametersofMRdamperusedincontrollingofwindvibrationintowerystructureisestablished．Theimportantoutlineandprinc

6、ipleusedinconfirmingtheparametersofthesemi-activeamulationalanalyseshasbeensummarized．ThedampingcapabilityofMR—TMDcontro、systemisstudiedbythenumbers．Thefittingarithmeticforthesemi·activecontrolusingMR-MDisstudiedandcompared；thecontroleffectofs饥Icturedynamicresponseisreallygoodu

7、singMR-TMDcontrolsystemshowedthroughanalyzingthecontroleffectofsinglefreedomstructure；thecontrolfrequencywidthsofMR-TMDcomparedwithTMDshowedinthestudying；thecontroleffectisgreatlyaffectedbytheparametersofMRdamper．BasedonSymbolTowerofArtCentreHenan,upright1freedomanalyzingmodeli

8、sappliedandthedynamiccharacteristicofthetowerisstudied