资源描述：
《TMD振动控制结构的发展及应用_王均刚》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第2期济南大学学报(自然科学版)Vol.20No.22006年4月JOURNALOFJINANUNIVERSITY(Sci.&Tech.)Apr.2006文章编号:1671-3559(2006)02-0172-04TMD振动控制结构的发展及应用王均刚,马汝建,赵东,林近山(济南大学机械工程学院,山东济南250022)摘要:对TMD结构的振动原理进行了阐述,总结了TMD发展的3个阶段,并且对每个阶段主要研究的问题及取得成果作了概述,简要介绍了TMD在国内外的工程应用实例,最后指出了TMD系统在海洋平台应用中近期的发展趋势及其需要解决的主要问题。关
2、键词:振动控制;调谐质量阻尼器;结构中图分类号:TB53文献标识码:A近年来,结构控制的理论与实践应用得到了飞速发展,调谐质量阻尼器(tunedmassdamper,TMD)作为被动控制技术之一,在生产实践中不断地得到[1]应用。调谐质量阻尼器是最常用的一种被动控制系统,它是在结构物顶部或上部某位置上加上惯性质量,并配以弹簧和阻尼器与主体结构相连。TMD图1二自由度系统动力学模型作为一种被动控制方式,因其构造简单,易于安装,2TMD的发展维护方便,经济实用,并且不需外力作用,有着其他方式无法比拟的优点,因此在高层建筑风振控制、桥2.1TMD的早期应用梁
3、及海洋平台振动控制等领域得到重视。日本在7世纪和8世纪建成的法隆寺五重塔,[3]经历多次地震仍安然无恙。许多著名学者对其抗1TMD吸振原理震性能解说纷纭,至今尚未完全给予说明。但有一为了说明TMD的减振原理,将TMD子系统和点是值得注意的,就是该塔上部吊有像电线杆那样被控制的主结构系统模型简化为二自由度的质量、的长木竿,竿的自重对五重塔起到预压力作用,提高弹簧、阻尼系统,如图1所示。并且将激振力简化为了塔的抗弯能力,竿的下部置于比竿直径还大的圆频率为ω正弦力。根据文献[2],当F2=0时,通过筒形洞内,地震时五重塔振动的一部分能量被竿的适当的选取参数m
4、2、c2和k2,可以达到有效降低质振动所转移,竿犹如板子振动碰撞洞壁,使能量耗散,这一点与TMD吸振的原理相一致。其典型应用量1振幅的目的。也就是利用共振原理,对主体结构某些振型(通常是第一振型)的动力响应加以控可追溯到1902年安装于德国邮船上的Frahm防摇[4]制。主要是通过调整TMD系统与主体结构的质量水箱。传统的结构设计依靠结构强度和耗能能力来抵抗重型机器荷载、暴风、强地震等动力作用。比、频率比和TMD系统的阻尼比等参数,使系统能[5]吸收更多的振动能量,从而大大减轻主体结构的振1909年Frahm首次提出用调谐质量阻尼器(TMD),即动力吸
5、振器,作为控制和减小动力系统振动响应。这就是TMD吸振原理。动的一种方法。此后,各国的研究工作者在被动TMD控制的理论和应用方面做了大量的工作。美收稿日期:2005-10-01基金项目:国家自然科学基金(50575094)国最早开始进行制振理论的研究并将TMD装置应作者简介:王均刚(1978-),男,山东淄博人,硕士生;马汝建(1956-),男,山东章丘人,教授,博士,硕士生导师。用到了高层建筑,如纽约的CiticorpCenter,波士顿的第2期王均刚,等:TMD振动控制结构的发展及应用173[6]JohnHancockBuilding,获得了令人满
6、意的效果。变化对MTMD控制有效性的影响问题,从而为设计[13]2.2TMD的演化提供一些有益的参考。1988年,Clark提出了MT-TMD的演化可以分为3个阶段。第1个阶段主MD的新思想及优化方法。为改善TMD的缺点,Xu要对单个TMD系统的研究,多集中于对结构控制效和Igusa[14]提出了具有多个不同动力特性组成且频果和最优控制参数的理论研究。为使TMD的控制率呈线性分布的MTMD新思想。此后,众多学者致效果达到最佳,即扩大其能量耗散能力,最重要的是力这方面的研究。文献[15]分析了其对顶部带有结把TMD的振动频率调至结构振动频率附近并选用构附
7、属物的结构的控制效果。并且与TMD的控制[7]适当的阻尼。自DenHartong出一种无阻尼系统效果加以比较验证。算例说明多模态控制对结构的TMD优化参数原则以来,许多研究者对不同结构激相对位移和绝对加速度均有较好的控制效果,并且励形式下的TMD参数优化问题做过研究,并对其在优于TMD控制效果。文献[16]对有多个调频质量不同激励方式下的减振有效性获得认可。文献[8]阻尼器的建筑结构在简谐地震作用下的特性进行研通过对TMD的参数对主结构振动的影响分析,可以究,并将其与TMD进行比较。分析可得,在已知质看出它对参数的影响呈现非线性特点,通过在桥梁量系数的
8、前提下,系统中的频率范围、阻尼系数和上安装TMD的实例表明,它是一种很有效的减振方TMD的个数
