利用调频质量阻尼器结构实现海上漂浮式风力机的稳定性控制

海上漂浮式风力机是在随机性风载荷和浪载荷联合作用下工作的,其结构动态稳定性分析与控制是亟待解决的关键问题之一。考虑到气动水动结构耦合作用而产生6种摇荡形式,该文选择Spar结构的漂浮风力机作为样机系统。针对其纵摇和垂荡这2种摇荡现象,提出了以调频质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)置于风力机机舱的结构主动控制形式,建立了基于TMD控制的精确三自由度漂浮风力机动力学模型,其中外激励风载荷考虑了桨叶和塔架2种载荷,而浪载荷按Morison方程建模。基于此模型,分析了随机风浪载荷作用下对风力机性能影响最大的纵摇形式的动态响应,实现了以最小能量消耗来实现风力机塔顶位移、速度、加速度最小为控制目标的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的设计。以5MW漂浮风力机为例,进行了控制前后的纵摇动态响应仿真和分析。仿真结果表明:通过TMD主动控制,可以有效减少55%塔架振动的最大位移,并快速消弱塔架振动回归稳定状态。

用主动调频质量阻尼器控制高层建筑的风致振动

本文提出了用于高层建筑风振控制的主动调频质量阻尼器（ＡＴＭＤ）设计的一种简单方法。从ＴＭＤ的工作原理出发，在物理意义上显式定义主动控制力的构成，基于结构的ＳＤＯＦ模型和广义脉动风力的高斯白噪声假定，在频域内以最小化结构顶层位移方差为设计目标，对控制力增益进行参数优化，得出控制力增益的封闭解。文中提出了以维持ＴＭＤ行程恒定为目标进行参数选择的设计方案。一超高层建筑作为算例给出，数值分析表明，所设计的ＡＴＭＤ能有效地抑制高层建筑的风振响应。

调频质量阻尼器参数设计优化算法

在结构振动控制中，为了最大限度地发挥调频质量阻尼器（ｔｕｎｅｄｍａｓｓｄａｍｐｅｒ，简称ＴＭＤ）耗能减振作用，需寻找ＴＭＤ的最优参数，即最优频率比和最优阻尼比，以使得结构在不同频率激励作用下的最大动力放大系数最小．为此研究了利用复形调优法进行ＴＭＤ参数设计的优化计算问题，提供了一种能够快速准确地确定ＴＭＤ最优参数的新方法，算例证明该方法具有相当高的精度，既可用于无阻尼体系ＴＭＤ控制的最优参数计算，又可用于有阻尼体系ＴＭＤ控制的最优参数计算．

悬挂式调频质量阻尼器在热力锅炉烟囱风振控制中的应用研究

热力锅炉烟囱属于高耸结构,处于风力荷载较大区域的此类烟囱,存在着因风振引起的变形和破坏的较大可能.悬挂式调频质量阻尼器作为一种有效的振动控制装置,采用合理的构造方式与布置位置,应用在高风压区的热力锅炉烟囱上,可有效降低其风振引起的动力反应,保证整个热力锅炉的安全.结合一个具体工程项目加装调频质量阻尼器前后的风振分析与设计应用,为同类项目提供了可供参考的经验.

多重调频质量阻尼器(MTMD)作用下32m混凝土简支梁的车桥动力特性分析

针对苏州北高架车站站内高速正线32 m双线简支箱梁,在正线梁体内安装多重调频质量阻尼器(MTMD)的设计方案,通过建立车—桥耦合动力分析模型,进行动力仿真分析,通过对比加装MTMD前后列车、桥梁的振动响应,评价该设计方案对桥梁及车辆的减振效果。计算结果表明,加装MTMD后,桥梁自振频率均有所降低,并以一阶垂向频率相对最为明显;加装MTMD对车辆响应的影响很小,可忽略不计;加装MTMD后桥梁的垂向、横向振动均有所减小,对桥梁起到了一定的减振作用。

用调频质量阻尼器抑制铁路桥梁竖向共振的研究

由于钢桥阻尼较小，在既有桥梁上开行准高速列车时桥梁可能产生竖向共振。为此作者对调频质量阻尼器（ＴＭＤ）－车桥系统进行了分析，探讨了桥梁共振机理，研究了用ＴＭＤ抑制铁路桥梁的竖向共振，结果表明是很有效的。

地震作用下调频质量阻尼器减震效果试验研究

为考察地震作用下调频质量阻尼器(TMD)的减震效果,按简谐激励作用下双自由度TMD结构最优参数设计和加工了一个设置TMD减震子结构的钢框架模型,采用电磁振动台加载,对其在简谐激励和地震波作用下的动力响应规律进行了试验研究。试验结果表明:简谐激励作用下TMD的减震效果受激励频率的影响非常明显,当激励频率与结构自振频率接近时,减震效果好,远离结构自振频率时,减震效果变差,还可能会放大结构的响应;地震波作用下TMD的减震效果受到地震波频域能量分布的影响,当地震波中与主结构频率相对应分量的反应谱值位于反应谱曲线的局部极小值附近时,TMD可能会放大结构的地震响应;反之,当主结构对应反应谱值位于反应谱曲线的局部极大值附近时,减震效果非常显著。研究结果表明TMD减震技术应用于结构抗震设计时,需详细考察其减震效果的可靠性,不能仅仅依据规范要求的3组地震波作用下的结果加以设计。

主动调频质量阻尼器在高层建筑结构抗风中的应用

主动调频质量阻尼器 ( ATMD)综合了被动控制和主动控制的优点 ,它既保持了被动控制的可靠性又保持了主动控制的应用的广泛性 ,是在土木工程中应用的最有前途的控制策略。本文详细阐述了ATMD在高层建筑抗风中的应用设计 ,考虑了 ATMD的主动性 ,对 ATMD的参数进行了优化 ,并以位移反馈算法为例 ,设计了 ATMD。通过实例证明 ,应用本文的方法设计的控制器 ,不仅能达到良好的控制效果 ,而且 ATMD的位移较小。

多重调频质量阻尼器在控制结构振动中的应用

通过对多重调频质量阻尼器 (MTMD)的理论和试验研究 ,探讨了TMD的个数、频率间隔、总质量比等参数的最优控制系数 ,得到了具有工程应用价值的结论。

关于调频质量阻尼器(TMD)多点控制参数的研究

应用结构被动控制的频域分析理论 ,对调频质量阻尼器多点控制时的参数进行优化设计 ,并用实验结果验证了理论的正确性。

调频质量阻尼器在崇启大桥涡振控制中的应用

崇启长江公路大桥是上海崇明通往江苏的重要桥梁。文章通过理论分析与风洞试验,采用调频质量阻尼器(TMD)对崇启大桥进行涡振控制。针对目前还没有手段证实风振对桥梁影响以及TMD对桥梁调节效果的现状,利用崇启大桥结构健康监测系统对建立的TMD系统进行在线实时监测,为TMD在桥梁减振中的应用提供了理论依据和实际数据。

圆锥钢塔调频弹簧质量阻尼器风振控制研究

针对调频弹簧质量阻尼器 (TSD)对单管圆锥钢塔风振控制的机理作了深入研究。使用通用有限元分析软件ANSYS ,结合具体工程对TSD的风振控制进行了动静力分析 ,分析了控制参数对控制效果的影响。研究表明 ,TSD可以有效地抑制单管圆锥钢塔的风振反应。

自调频调谐质量阻尼器及其减振性能试验

为了改善调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感和使用过程中TMD的频率难以调节的缺陷,利用可调节质量的箱体代替TMD的质量块,并附加上伺服控制系统和驱动装置,即为自调频TMD.在特定的外界激励作用下,伺服控制系统能够自发地启动驱动装置改变TMD的质量,调节TMD频率至控制结构频率附近.通过对比自振频率偏离TMD频率的单自由度简支桥梁模型,在TMD启动变频率调节前、后两种情况下的自由振动和受迫振动,以等效阻尼比、加速度峰值和均方根值等作为评价指标,测试了该自调频TMD对原TMD的改良效果.结果表明:变频率调节有较好的收敛性,且相比启动变频率调节前,启动后能提高模型结构的等效阻尼比;多种人行荷载工况下,相比启动变频率调节前,启动后均能提高减振率.

简谐激励下非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构的稳态响应分析

对非线性黏滞阻尼在调频质量阻尼器（TMD）中的应用进行了研究。基于慢变参数法推导简谐激励下采用非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构位移的稳态响应解析解,进而研究其优化参数求解公式。以主结构位移动力放大系数为目标,对线性和非线性黏滞阻尼TMD的减振效果进行了对比分析,结果表明：非线性黏滞阻尼TMD的减振效果要优于线性的,其最优阻尼比受到激励幅值的影响。

调频质量阻尼器的设计和安装

1概述 调频质量阻尼器(TMD)是一种研究较早且应用广泛的振动控制装置.TMD对结构有明显的抗震抗风控制效果,对建筑功能影响小,且便于安装、维修、更换.TMD控制系统是在结构的顶部或上部某层加上惯性质量,并配以弹簧和阻尼器与主体结构相连.当结构在外荷载作用下产生振动时,就会带动调频质量阻尼器一起运动,而调频质量阻尼器振动时产生的惯性力又反馈回来作用于结构上,从而起到抑制结构振动的作用.

提高火电机组一次调频响应速度

从一次调频所处的地位和承担的任务来看,要求一次调频有较快的响应速度。从发电机组调频原理和调频作用出发,分析了机组调频的必要性,提出了系统提高一次调频响应速度的控制策略。广东电网火电机组的一次调频整改实际应用结果表明:该控制策略提高了机组一次调频质量,取得了较好的效果。对其他同类机组一次调频改进和提高具有积极的借鉴意义。

调谐质量阻尼器(TMD)在钢结构人行天桥维修中的应用研究

主要对某钢结构人行天桥的主要病害进行了分析,提出了一种在箱梁内部安装调频质量阻尼器(TMD)的新技术。箱梁改造后进行了加固效果分析,结果表明安装调频质量阻尼器(TMD)后大大降低了钢箱梁共振效应,减少了行人的不安全感,保证了桥梁的安全运营和耐久性能。

新型框架-调频减震墙抗震性能研究

地震是影响建筑结构安全的主要灾害之一,由于窄带控制特性和使用空间要求,调频减震技术用于结构地震响应控制受到较多的限制。为此,本文基于阻尼接地式振子和减震墙的概念,提出了新型调频减震墙的设计思路,与TMD(调频质量阻尼器)的减震原理相似,当框架受到地震影响时,墙体提供相反的惯性力使框架的振动衰减。首先建立了SDOF-DGTMD(单自由度-阻尼接地式调频质量阻尼器)体系动力方程,得到DGTMD最优设计公式;接着依据最优公式设计调频减震墙的质量、刚度和阻尼,建立相应的有限元模型;然后针对案例,设计了调频减震墙减震方案,开展了多遇、罕遇地震作用下的结构响应分析。结果表明,加调频减震墙后结构层间位移角均有所降低,多遇地震下薄弱层平均层间位移角降低29.3%;罕遇地震下薄弱层平均层间位移角降低22.9%。罕遇地震作用下,部分构件破坏,刚度降低,周期发生变化,考虑弹塑性阶段结构损伤来设计调频减震墙可改善罕遇地震下的减震效果。

自调频TMD及其减振效果的数值模拟

利用可调节水量的水箱代替TMD的质量块,加速度传感器和单片机电路板组成伺服控制系统,在特定的外界激励作用下,自发地启动驱动装置改变TMD质量块质量以调节TMD频率至控制结构频率附近,形成自调频TMD。建立单自由度体系在TMD控制下的动力学方程,利用Matlab的Simulink模块模拟变频率调节过程,及其在脉冲激励和不同频率的正弦激励下的结构响应,结果表明:自调频TMD在TMD频率偏离结构自振频率情况下,能调节自身频率至控制结构频率附近,降低结构加速度响应峰值,提高结构阻尼比。

大跨连廊结构的人致振动效应及TMD减振控制

针对某大跨度连廊结构的楼盖舒适度问题,建立了连廊的整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行了模态分析,研究了大跨度连廊结构的振动特性并进行减振设计。根据不同的人群密度和行走频率,研究了四种人群荷载激励下楼盖的竖向振动情况,对比设置调频质量阻尼器(TMD)前后连廊结构的竖向加速度。结果表明,连廊的自振频率接近于人行频率,在人行荷载的激励下,连廊发生共振现象,形成较大振动,造成人体不适,故需控制振动;在连廊的合理位置设置TMD后,整体减振率达67.4%,楼盖振动满足人体舒适度要求,说明TMD起到了良好的减振作用。