磁致负刚度电涡流惯质阻尼器力学性能试验与仿真

为提升传统阻尼器的耗能减振效率,融合磁致负刚度单元、旋转式电涡流阻尼单元与滚珠丝杠两节点惯质单元,发展与研制了一种新型三元被动减振装置-磁致负刚度电涡流惯质阻尼器(magnetic negative stiffness eddy-current inertia damper,MNSEID)。首先阐明了MNSEID的整体构造、工作原理及力学模型;然后综合理论分析、三维电磁场有限元仿真与样机力学性能试验,获得了MNSEID的轴向出力特征,建立了磁致负刚度的精准计算分析方法;最后验证分析了MNSEID力学模型的适用性。结果表明:MNSEID的磁致负刚度系数随激振频率的增大基本保持不变,而等效电涡流阻尼系数随激振频率的增大呈现下降趋势;不同于现有位移相关型负刚度阻尼器,MNSEID表现出“准恒定”磁致负刚度特征。

斜拉索磁致负刚度阻尼器与黏滞阻尼器减振对比研究

为验证基于负刚度效应的阻尼器对斜拉索减振效果的提升作用,开展了磁致负刚度阻尼器和黏滞阻尼器数值仿真分析研究。研究结果表明:建立的耦合系统(对拉索抗弯刚度和垂度忽略不计)基于MATLAB/Simulink仿真分析可实现磁致负刚度阻尼器对斜拉索附加模态阻尼比的精准求解;该系统的附加阻尼比可直观表征负刚度对斜拉索减振效果的提高程度;不同的负刚度系数对减振效果影响较大,主要体现在斜拉索的附加阻尼比、跨中位移幅值等方面。