双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。

双重电磁谐振式调谐质量阻尼器的参数优化及对结构减振分析

利用电磁阻尼单元代替经典调谐质量阻尼器中的黏性阻尼单元,形成一种具有结构减振功能的新型电磁谐振式调谐质量阻尼器(electromagnetic shunt tuned mass damper,EMS-TMD)。为进一步提升阻尼器的减振性能和鲁棒性,设计了双重电磁谐振式调谐质量阻尼器(DEMS-TMD)减振方案。依据达朗伯定理,建立地震作用下DEMS-TMD与单自由度结构耦合振动系统的动力学模型。利用蒙特卡洛-模式搜索法数值优化方法,以主结构位移的动力放大系数最大值最小为目标函数,优化得到DEMS-TMD的结构频率比、电子频率比、电磁阻尼比和机电耦合系数的最优参数,为减振参数设计提供理论指导。通过频域和时域两种方法仿真分析了DEMSTMD对结构的减振性能。结果表明:在频域分析中,DEMS-TMD的主结构位移峰值和频响面积均优于传统并联双调谐质量阻尼器(double tuned mass damper,DTMD);在时域分析中,DEMS-TMD对结构位移、加速度峰值和均方根的减振性能均优于传统DTMD,有效地提高了对结构的减振效果。

多自由度结构-串并联调谐质量阻尼器减震性能

针对提出的串并联调谐质量阻尼器(TTMD)减震系统,采用粒子群算法,在频域内对多自由度结构⁃TTMD系统进行优化分析。建立多自由度结构⁃TTMD系统减震控制仿真分析模型,分别考虑不同类型实际地震记录,在时域内研究了TTMD对结构地震响应的控制效率,并与相同总质量比的调谐质量阻尼器(TMD)进行比较。进一步考虑了结构刚度发生10%和30%退化的情况,分析了TTMD系统对刚度退化结构的减震效果。数值结果表明,TTMD系统减震性能和鲁棒性能优于TMD系统,且具有阻尼需求小、安装简单、易于实现等优势,是一种增强型减震系统。

隔震层附加黏滞阻尼器对高层建筑基础隔震结构动力响应影响

隔震层附加黏滞阻尼器对高层基础隔震结构的动力响应影响研究较少。以某地医院15层病房楼为对象,选取隔震层附加黏滞阻尼器前后两种结构,进行三向地震动的弹塑性时程分析。结果表明,隔震层附加黏滞阻尼器后层间剪力增幅可达21.3%;首层层间位移角减小15%左右,中上部楼层层间位移角增加约4%左右;隔震层位移减小可达33.6%,可以有效降低隔震支座拉应力,但对压应力影响不明显。

黏弹性阻尼器在既有结构中优化布置方法

为研究黏弹性阻尼器在既有结构的优化布置方法,以某地已建9层钢筋混凝土框架办公楼为依托,运用有限元软件SAP2000,对构建的模型进行弹塑性时程分析,对比不同的黏弹性阻尼器布置方案对既有结构层间位移角、层间剪力和顶点位移影响。结果表明黏弹性阻尼器可以很好得控制结构地震反应;相较于黏弹性阻尼器的均匀布置法,权系数法对结构加固优化效果更好。研究可为黏弹性阻尼器在既有结构抗震加固中提供更优的布置方法。

连梁阻尼器在高地震烈度区剪力墙结构中的应用研究

结合某高地震烈度区的实际工程项目,研究连梁阻尼器在剪力墙结构中的受力特点、设计方法,采用ETABS程序进行结构减震性能分析和弹塑性性能评估。连梁阻尼器在地震作用下不但可以成为剪力墙结构可靠的耗能构件,减小地震响应,还可有效地控制结构损伤模式,防止混凝土连梁的剪切破坏,减少混凝土构件的损伤,实现耗能构件震后的可更换性。建议采用设防烈度评估消能减震结构的性能,以“损伤控制”的概念进行设计。设置连梁阻尼器的剪力墙结构更容易实现结构构件中震少修的损伤控制目标。

具有非局部结构阻尼的非自治梁方程的时间依赖拉回吸引子

利用时间依赖空间上的过程理论,研究具有非局部结构阻尼的非自治梁方程解的长时间动力学行为.首先,用Faedo-Galerkin逼近方法得到解的适定性;其次,利用能量估计得到该动力系统在相应解空间中拉回吸收集的存在性;最后,用共圈技术和收缩函数的方法证明时间依赖拉回吸引子的存在性.

非比例阻尼结构动态响应的时间同步分析

针对在结构动态响应采集过程中出现的时间异步问题,基于相位与时间的映射关系,通过计算动态响应之间的相位偏差估算其相对时滞;利用相位偏差的周期性缩小相对时滞的搜索范围,减少计算时间。同时,利用多阶模态的平均相位偏差解决因相位偏差周期性造成的相对时滞估算结果不唯一的问题;提出了一种非比例阻尼结构异步动态响应的时间同步算法;通过一个非比例阻尼结构模型的实测位移数据验证该算法的有效性,并在不同阻尼比大小的情况下与其他时间同步算法进行比较。结果表明:该算法无须假设比例阻尼,在阻尼比大小不同情况下均适用,且相较于其他算法具有较高的准确性。

铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究

一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。

粘滞阻尼器在某框架结构中的减震性能分析

文中对某框架结构采用粘滞阻尼器进行耗能减震性能分析,在多遇地震作用下粘滞阻尼器的减震率最大达到28.8%,在罕遇地震作用下粘滞阻尼器的减震率最大达到11.4%。结果表明:设置粘滞阻尼器使得框架结构的抗震能力大大加强,粘滞阻尼器在框架结构中表现出良好的耗能性能,可大量耗散地震能量,减少结构损伤,减震效果明显。

配置粘滞阻尼器的消能减震结构的有限元分析

在某幼儿园建筑消能减震结构设计中设置了粘滞阻尼器。对消能减震结构进行有限元分析,结果表明:通过合理的阻尼器布置及参数选取,可为主体结构提供一定的附加阻尼比,从而有效减小结构整体层间位移角,增加结构安全储备;同时可以有效减小主体结构地震响应,从而降低梁柱构件截面尺寸及配筋,更好地适应建筑使用功能要求。

增加结构阻尼块对汽车关门声品质提升的分析

年款及小改款车型受限于成本、质量及其它性能,车身及车门结构无法大范围更改,提升关门声品质方案具有局限性。对此,通过计算机辅助工程分析,提出在适当位置增加结构阻尼块,可以显著提升窗框刚度与模态,改善关门振颤,进而提升关门声品质。通过噪声、振动、声振粗糙度试验,验证增加结构阻尼块方案的有效性。

矿用发动机散热风扇仿生多层阻尼叶片结构研究

针对矿用发动机散热风扇的颤振抖动问题,采用结构仿生的方法,借鉴毛竹竹壁层和结构,提出了一种仿生多层阻尼结构叶片。基于振动力学理论,建立并解析该结构的动力学模型,结合某型矿用发动机散热风扇,设计叶片的仿生多层阻尼结构,运用有限元软件仿真分析仿生多层阻尼结构叶片的动力学响应。结果表明,2层阻尼结构叶片的散热风扇抑振效果更显著。仿生多层阻尼结构可成为矿用发动机散热风扇减振的新途径。

浅谈粘滞阻尼器在框架结构中的应用

在当代建筑工程领域,随着对结构安全性、舒适性和可持续性的需求不断增加,减振技术的研究和应用变得愈发重要。而粘滞阻尼器作为一种有效的减振装置,在提高结构抗震能力、抑制风振响应以及减少结构振动等方面具有广泛的应用前景。文章探讨粘滞阻尼器在框架结构中的应用及其参数设计与优化问题,通过深入分析其原理、分类、应用场景以及影响因素,旨在为工程实践提供更为有效的指导和理论支持。

附加阻尼控制下风电机组机网耦合载荷建模及分析

针对附加阻尼控制下风电机组机械载荷问题,开展风电机组机网耦合载荷建模及载荷特性分析研究。采用FAST与Matlab/Simulink软件联合方法,建立综合考虑机组机械特性和电气特性的并网风电机组机网耦合载荷模型。采用所建模型开展附加阻尼控制对机组机械载荷影响的仿真分析,并复现附加阻尼控制下风电机组机械系统与电力系统的机网共振现象。结果表明,所建模型能够表征附加阻尼控制下风电机组机械系统与电力系统的耦合互作用,系统低频振荡会导致机组关键结构出现明显振动载荷,且系统振荡频率与机组机械结构固有振动频率接近时两者共振会急剧加大机组振动载荷。

模块化建筑阵列多调谐质量阻尼系统的实现与减震研究

基于建筑模块化和悬挂楼板减震的原理提出了悬挂楼板模块体系(modularized suspended floors system,MSFS)。利用楼板作为质量块,组成分布阵列式多调谐质量阻尼器(distributed array multiple tuned mass dampers,d-array-MTMDs)系统。通过输入32条远场和近场地震动记录进行时程分析,对平均调谐频率比η、调谐频带宽度系数β、调谐阻尼比ζ_(T)、TMD数量n以及主结构层数N,共5个参数展开研究。结果表明:d-array-MTMDs的减震效果优于普通MTMDs系统;ζ_(T)对系统减震性能影响较小,当η为0.7~1.0、β为2.0时,系统具有更好的减震效果;当n大于某阈值时,系统的减震效果趋于稳定,阈值与η线性正相关,与ζ_(T)非线性负相关。随着模块建筑层数的增加,系统也能维持较好的减震效果。

采用粘滞阻尼器的某超高层建筑消能减震设计与分析

以珠海市某框架–核心筒建筑为例,运用分析程序ETABS建立有限元模型,并设置多组粘滞阻尼器布置方案,采用最大层间位移角与基底剪力双关键指标,对比各方案减震效果并择优选出布置方案。对所得方案进行多遇地震下弹性分析及罕遇地震下动力弹塑性分析。多遇地震分析结果表明,采用粘滞阻尼器的结构双向指标均大幅降低,提供附加阻尼比达4.1%。罕遇地震分析结果表明,结构的层间位移角及整体屈服机制均满足要求。该方案下减震效果与结构抗震性能均良好,可为同类工程提供参考。

带有拼缝阻尼器的自复位预制双肢剪力墙的耗能能力研究

为提升自复位预制双肢剪力墙的耗能能力,针对预制双肢剪力墙提出了一种拼缝阻尼器,该阻尼器可适应接缝附近的大变形,帮助结构同时实现自复位和耗能的性能。通过拟静力试验,获得了该阻尼器的滞回曲线,验证了所提阻尼器具备良好的耗能性能;使用Opensees把阻尼器放入预制双肢剪力墙中进行数值分析,发现所提阻尼器在不降低结构原本自复位性能的同时,大大提升了结构的耗能能力。同时,耗能主要由拼缝阻尼器承担,结构自身的耗能和损伤较小,有利于实现结构在震后的快速修复。

考虑RNA运行作用的近海风电结构主动质量阻尼器振动控制研究

由于风电塔上部的风轮-机舱组件(rotor-nacelle assembly, RNA)在运行状态中的非线性控制策略,风电塔顶加速度频响特征复杂,其中风轮3倍转频激励(3P)响应最为突出。考虑一种单自由度等效风电塔模型,通过OpenFAST软件确定RNA运行作用下的结构动力参数与气动荷载,开展了基于线性二次型调节(linear quadratic regulator, LQR)算法的主动质量阻尼器(active mass damper, AMD)对风电塔顶前后向加速度响应的控制研究,以被动调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)为对照考察了AMD的减振性能与控制特点。结果表明:在RNA运行作用下,AMD具有比TMD更好的控制表现,其控制作用可一定程度抑制3P频段的响应。

矩形凹结构转子磁流变阻尼器的设计与优化

针对传统盘式磁流变阻尼器(magneto-rheological damper,MRD)力矩密度偏低的问题,提出在转子端面构造凹结构以增加有效工作间隙长度,保持结构尺寸紧凑的同时,提高输出力矩密度。分别建立了传统盘式、矩形凹结构和弧形凹结构力矩模型,通过关键尺寸设计和定量对比分析表明,在同等条件下矩形凹结构对提升力矩密度效果更佳。为充分利用矩形凹结构的力矩增益效应,定量地分析了矩形槽位置、槽宽和槽深等关键参数对力矩密度和力矩波动的影响规律,得到了关键参数合理的优化区间。在满足目标设计力矩、线圈功率及确定的参数取值范围前提下,以体积最小为目标函数,对包括矩形凹结构的磁流变阻尼器结构参数进行了优化设计。结果表明,优化后装置力矩密度增幅达23.39%,为矩形凹结构转子阻尼器的实际设计提供了指导。