基于调谐转动惯量阻尼器的结构摆振控制方法(Ⅱ):足尺模型试验与TRID装置小型化研究

基于前期研究工作建立了调谐转动惯量阻尼器(tuned rotational inertia damper,TRID)理论模型并进行数值分析和小比例模型试验,首先对一台中型桥式起重机的吊钩进行了摆振控制的足尺模型试验,进一步验证了TRID系统控制悬吊结构摆动的有效性.其次针对某大型海洋起重铺管船浪涌致吊钩摆动问题设计了TRID控制系统.然后针对在大型工程实际应用中TRID系统需要较大转动惯量的问题,提出了通过引入变速器使TRID系统小型化的方案,并对该方案进行了理论分析和数值模拟验证,结果表明,通过引入变速装置,TRID系统可以采用较小的实际转动惯量来获得等效的大转动惯量,从而可以使TRID系统实现小型化.

基于调谐转动惯量阻尼器的结构摆振控制方法(I):参数影响分析与小型比例模型试验

由于常用的调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)对悬吊结构转动和摆振运动控制无效,本文结合数值模拟和模型试验对前期研究提出的新型调谐转动惯量阻尼器(tuned rotary inertia damper,TRID)控制系统应用的可行性进行深入研究.在建立了TRID系统与悬吊结构相互作用力学分析模型以后,通过数值模拟分析比较了控制系统参数对控制效果的影响;基于Simulink系统进行非线性运动微分方程数值求解和ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)机构动力学运动仿真分析,研究了TRID系统控制结构摆振运动的最优参数,如转动惯量比、调频比、阻尼比等;通过小型比例模型系统试验验证了TRID系统控制结构摆振的可行性和有效性.

用调谐转动惯量阻尼器控制大跨度桥梁颤振研究

针对大跨度桥梁的颤振问题,研究了利用调谐转动惯量阻尼器(TRID)进行大跨度桥梁颤振的被动控制方法。建立了具有调谐转动惯量阻尼器的桥梁在均匀风场中的系统颤振运动方程,引入状态空间向量,求解颤振临界风速。以虎门大桥为对象,分析了TRID对提高临界风速的有效性及TRID参数对控制效果的影响。

点源激励作用下悬吊结构摆振被动控制方案分析

针对大型起重铺管船吊钩减摇止摆控制实际问题,基于被动控制调谐吸振原理,设计了应用于悬吊结构摆振运动控制的调谐转动惯量阻尼器(Tuned RotaryInertia Damper,TRID),进行了受吊点激励作用下TRID系统控制的参数优化及其效果影响分析。首先基于拉格朗日原理推导建立了悬吊结构在吊点任意运动下的运动模型,分析了TRID系统的控制原理;其次采用数值方法分别分析了TRID系统对悬吊结构两种运动形式(平面摆振、空间锥摆运动)的控制效果及其最优参数设置;最后分析了TRID系统对悬吊结构在锥摆运动共振区控制效果出现异常的原因,针对TRID系统控制理想圆锥摆运动的局限性,提出TRID-TMD联合控制方案,数值分析结果验证了该方法的有效性和可行性。该文的研究为大型起重铺管船吊钩减摇控制奠定了部分理论基础。