TMD对密频结构减震的参数优化及性能研究

就多模态密集频率结构的减震问题,建立分布式TMD(tuned mass dampers)对地震激励下结构多模态振动减震的力学模型进行研究,并将其表达为闭环静力反馈控制的形式。我们研究具有较高优化效率的基于H2性能的梯度法,实现对多模态调谐减震的TMD参数的整体优化。以构建的理想三自由度密频结构为例,定义无量纲响应指标,以扫频激励的方式求得具有相对普适性的优化控制权重,进而采用基于H2性能的梯度法优化得到分布式TMD的最优参数;针对具有不同谱特性的地震动激励进行减震分析,并与经典TMD方法对比,结果表明基于H2性能的梯度法优化所得的TMD针对多模态密频结构将具有更好的减震性能。

分布式TMD对双密频结构的减振研究

针对密集频率结构的减振问题,以典型的2自由度对称结构为例,研究基于H2性能的梯度优化法对密集模态振动减振的分布式TMD(tuned mass dampers)的参数优化和减振效果。建立适合闭环静力反馈控制的组合系统模型,将基于H2性能的梯度优化法扩展至分布式TMD的参数优化;定义针对密集模态振动的控制输出和无量纲评价指标,分析了控制输出的模态控制权重对优化参数和评价指标的影响,指出能使评价指标峰值相等的模态控制最优权重,进一步给出优化参数和评价指标随模态密集度的变化规律;与经典方法对TMD的设计相对比,分析和验证了基于H2性能优化的分布式TMD的良好减振效果,并确认在TMD个数增多时基于H2性能的梯度优化法将具有更佳的优化效果。