基于阻尼器与分隔器混合措施的吊索多模态减振控制研究

吊索是悬索桥的关键传力构件,其长细比大、质量小、阻尼低,极易在动荷载作用下发生大幅振动。目前,采用索端阻尼器结合刚性分隔器的混合减振措施已被证明在悬索桥吊索减振控制中具有较好效果,但目前针对该措施的研究多局限在控制吊索的低阶及单阶模态。而某些情况下,吊索可能会出现高阶及多阶模态振动问题,超出了既有研究的适用范围。鉴于此,开展了索端阻尼器结合刚性分隔器的吊索多模态减振控制研究。首先,基于有限差分法,建立双索-阻尼器系统运动方程,并验证其准确性,得到了双索-阻尼器系统的动力特性;其次,提出双索-阻尼器系统多模态减振控制的优化目标,对分隔器和阻尼器参数进行了优化设计。结果表明,阻尼器所能提供的多阶模态阻尼效果受到分隔器的刚度和位置的影响,当分隔器安装在远离阻尼器的一端时,阻尼器能够实现更好的多模态减振效果。相较于奇数阶模态的最大阻尼比,偶数阶模态的最大阻尼比受分隔器参数的影响更为明显。

低频域多模态制振轨道板设计

针对城市轨道交通引起的低频环境振动现象,基于扩展定点理论、模态分析、有限单元法和车辆-轨道耦合动力学理论,研究了低频域多模态制振轨道板的设计方法,建立了车辆-被动式动力减振浮置板轨道耦合动力学模型.研究结果表明：多模态制振浮置板在10～20 Hz范围内的加速度振动级明显减小,有效抑制了常规浮置板因共振放大低频振动的现象;附加动力吸振器质量比越大,浮置板振动加速度插入损失也越大,当控制1阶和2阶模态的动力吸振器质量比为0.2时,最大插入损失达15 d B;多模态制振浮置板对轮对振动的抑制作用较弱,对构架的振动几乎没有影响。

电涡流惯质阻尼器对斜拉索振动控制研究

为提升传统被动黏滞阻尼器(VD)对斜拉索的减振效果,提出一种融合旋转式电涡流阻尼技术与滚珠丝杠两节点惯质单元的电涡流惯质阻尼器(ECIMD)斜拉索减振新方法。首先研制阻尼系数和惯性质量均可调的ECIMD样机,基于力学性能测试结果辨识ECIMD力学模型参数;然后开展ECIMD对模型拉索减振试验,获得ECIMD阻尼系数和惯性质量对拉索前3阶附加模态阻尼比的影响规律;接着采用有限差分法建立考虑拉索垂度、抗弯刚度及边界条件影响的斜拉索-ECIMD系统分析模型,对比分析斜拉索附加模态阻尼比的数值预测与相应试验结果;最后开展ECIMD对斜拉索多模态减振参数优化研究。研究结果表明:ECIMD的等效电涡流阻尼系数随激振频率的增大表现出逐渐降低的趋势,该特征对斜拉索多模态振动控制尤为有利;考虑斜拉索垂度、抗弯刚度影响的两端固接斜拉索-ECIMD系统模型可用于保守预测斜拉索附加模态阻尼比;与VD相比,ECIMD对斜拉索单模态和多模态均具有更好的减振效果。