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变惯性质量阻尼器力学性能及试验研究
| 论文题名： | 变惯性质量阻尼器力学性能及试验研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;变惯性质量阻尼器;线性振动;耗能能力 |
| 摘要： | 近年来，斜拉桥跨径不断增长，导致斜拉桥的主要传力构件斜拉索的长度不断增长，进一步放大斜拉索本身柔度大、固有阻尼小的特性，在风、雨、车桥耦合等激励下，出现非常规涡激振动形式，主要表现在风激励下高阶多模态为主导的振动和在重载交通作用下的超低频往复拉伸振动，传统的阻尼器已经无法有效的控制阻尼器的非常规振动。 在结构振动控制领域，惯性质量阻尼器自提出以来，受到各界的广泛关注，它通过旋转的方式产生远大于自身数倍的惯性质量，能够提供和数倍真实质量相同的减振效果，被广泛用于工程结构中控制结构物的振动。惯性质量阻尼器的惯性质量可通过机械装置旋转实现，能够产生与两端相对加速度成正比惯性质量力，但传统的惯性质量阻尼器在外激励作用下提供的惯性质量基本保持固定，很难有效控制斜拉索的非常规涡激振动，通过有效的方式来调节惯性质量的大小，是目前各界的关注热点。 本文中，提出一种新型的变惯性质量阻尼器装置，通过滚轴丝杆将斜拉索的线性振动传递到阻尼器内部，结合电流控制磁滞离合器实现差速的方式，改变阻尼器质量块两端的加速度进而改变惯性质量的大小，提高阻尼器的耗能能力。在外激励的作用下，通过电流的控制改变阻尼器等效惯性质量，使变惯性质量阻尼器输出不同惯质下的阻尼力，主要研究内容包括： 1）设计变惯性质量阻尼器。构思三种可变惯性质量的方案，通过方案比选，采用电磁离合中磁滞离合的方式实现变惯性质量，简述变惯性质量装置的工作原理，对阻尼器进行力学分析，建立阻尼器的力学模型及质量块的角速度模型； 2）采集和分析变惯性质量阻尼器试验结果。制定试验方案，按照设计加工阻尼器进行力学试验，通过采集的试验数据绘制曲线，分析通电和不通电两种情况下阻尼器在不同外激励频率和幅值下的变惯性质量阻尼器的位移滞回曲线的斜率及耗能和质量块角速度曲线峰值和频率的变化规律； 3）研究变惯性质量阻尼器的力学模型参数规律。结合力学模型、角速度模型和试验结果，对力学模型参数进行识别，对比试验分析验证线性参数初始惯质和摩擦力识别的准确性，分析非线性参数等效惯质的变化规律，建立电流-角加速度-等效惯质的函数关系，研究等效惯质的耗能能力，并通过仿真实现调节阻尼器等效惯质。 |
| 作者： | 刘畅 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 孙洪鑫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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