装配整体式黏滞阻尼器减震框架试验及参数分析研究

对一种普通装配整体式框架结构与配置黏滞阻尼器的装配整体式减震框架进行了动力试验与有限元对比分析研究,试验与有限元结果吻合较好,并对普通装配式框架与装配式黏滞阻尼器减震框架进行对比分析,在此基础上进行拆除黏滞阻尼器的带连接墙的装配式框架与黏滞阻尼器跨内不同布置位置的参数影响分析研究。结果表明:黏滞阻尼器在装配式框架中具有良好的减震效能,且能够延缓梁端塑性铰的开展,而阻尼器连接墙的存在可以提高框架的刚度,但会削弱构件的最大承载力。黏滞阻尼器在跨中与跨边布置均能有效提高结构承载力,其中跨内中部布置黏滞阻尼器相较于端部阻尼器布置能够更好地发挥减震效能,说明黏滞阻尼器在端部布置削弱了装配式黏滞阻尼器减震框架的承载力,该研究可为装配式结构减震方案优选提供帮助。

环形剪切软钢阻尼器在受控结构中的位置优化

为了探究环形剪切软钢阻尼器在受控结构中的位置优化,提出了结构阻尼器减震率灵敏度的概念,在MATLAB中以3种地震波作用下的混凝土框架结构为研究对象,计算结构在水平地震加速度激励下的位移时程响应,得出了每层结构对阻尼器的减震率灵敏度,以层间位移角不超限为优化目标,通过撤去减震率贡献较低楼层的阻尼器实现对阻尼器的位置优化,同时在相同条件下使用逐层布置法对受控结构进行环形剪切软钢阻尼器的位置优化。结果表明,文中优化效果与逐层布置法一致,证明了此方法的可行性,优化后结构各项位移均有明显的降低,其中最大层间位移角降低了72%,El-Centro波下的结构顶层52号节点位移降低了70.81%,Taft波下的优化布置方法明显优于逐层布置法。

电磁惯质阻尼器在结构中位置优化以及减震分析

近年来,电磁惯质阻尼器(ElectromagneticInerterDamper,EMID)的力学模型在土木工程减振研究领域已取得一定的研究成果,成为了一种十分有效的惯性质量减震装置。为了更好地发挥EMID减震效果,在以层间位移角为控制目标函数和相同阻尼器参数下,采用均匀布置与权系数布置、迭代法以及基于遗传算法的阻尼器位置优化布置四种布置方案对EMID在多自由度结构中安装位置进行优化布置,随后引入四个抗震性能评价指标对十自由度结构在四种位置布置方案下的减震效果进行分析比较。最后选出一种最优的阻尼器位置布置方案,进行十自由度结构控制参数变量仿真分析,分析了EMID在相同惯质不同电磁阻尼力和相同电磁阻尼力不同惯质的条件下的减震效果,为EMID的后续研究和其工程实际应用提供一定的理论基础。

改进遗传算法的铁路机车横向减振器位置优化

抗运行振动设计是铁路机车制造中的关键问题,利用横向减振器可有效降低机车振动。然而,减振器在整车结构中的安装位置直接影响振动控制效果,位置参数的优化意义重大。针对此问题,进行了优化模型的建立,提出了改进的遗传算法并将其应用于铁路机车横向动力学研究中,以车辆蛇行失稳临界速度为优化指标,设计了横向减振器位置的多参数优化方案,并基于Matlab软件的GADS工具箱进行了优化实现。实际结果验证了优化方案的科学性和有效性,为铁路机车制造中横向减振器的安装优化提供了有力支持。

混合调谐质量阻尼器在高层建筑结构上最优位置的研究

用数学规划方法研究了主动-被动调谐质量阻尼器在被控结构上的最优位置问题。将模态分解法引入模态相对控制度的概念中,并将结构动力学方程转化为状态方程。基于隐枚举法,将最优位置问题视为广义0-1规划问题,研究了结构动力体系的响应,并通过控制振型进行了实现,最后给出了确定混合调谐质量阻尼器在高层建筑结构上最优位置的方法。

基于多目标并行遗传算法的阻尼器优化布置

将快速非支配排序遗传算法和粗粒度-主从式并行遗传算法相结合,提出一种多目标并行遗传算法。该算法在同步优化消能减震结构上阻尼器的布置数量和布置位置时,既能多目标优化,又能并行运算,提高计算效率。采用该算法,以最大层间位移角和最大楼层加速度为多目标函数,优化一个14层钢框架结构上阻尼器的布置数量和布置位置。优化结果表明:该算法是逐渐收敛,具备较强收敛性;该算法优化结果适用于不同地震波,层间位移角减震系数最小为20.66%,加速度减震系数最小为18.35%;对于消能减震结构,综合考虑最大层间位移角和最大楼层加速度的影响时,建议阻尼器主要布置在结构中下部,且中部布置得要较多。

基于失调理论的曲轴扭转减振器参数优化研究

针对某款发动机曲轴的扭转共振问题,提出了一种来源于模态惯量法的扭转减振器(torsional vibration damper,简称TVD)参数优化方法。将曲轴多自由度扭振模型等效成单自由度扭振模型,通过对Den Hartog的最优同调设计理论进行研究推广,提出了TVD失调与过调的概念。以此为理论依据,针对TVD与曲轴耦合后在多个频率激励下均会出现扭转共振的特点,以曲轴Hub端的Overall角加速度曲线与理想直线的最大相对误差最小化为目标函数,以TVD频率调整因子为优化变量,建立了优化模型。计算结果显示,使用该优化模型能够更好地实现TVD与曲轴的合理匹配。试验测试结果表明,使用优化后的TVD能够降低发动机Hub端的扭振响应与加速噪声峰值,提升整机的噪声、振动与声振粗糙度(noise,vibration,and harshness,简称NVH)性能。

高层减震结构剪切阻尼器位置优化

剪切阻尼器合理布置可使减震结构更安全、经济。因此,本文根据剪切阻尼器的力学模型,结合能量最小原则,推导给出其耗能控制参数,建立位置优化目标函数,以连续搜索法为手段,结合减震器布置的原则在结构中进行位置优化。并提供了一个案例,应用SAP2000软件进行具体优化设计。