调谐质量阻尼器

发布时间:

2023/04/03 21:39

我们上面提到的所使用的就是调谐质量阻尼器,它通过在建筑物顶部安装一个有弹簧、阻尼器和质量块组成的减震系统,来用于超高层建筑抗风和抗震。

介绍,当有外力作用于建筑物时,建筑物的摆动会将能量传递给阻尼器,令阻尼器同时摆动。经过计算的阻尼器会产生相反的摆动,从而令建筑物本身的摆动减少,这是传统的调谐质量阻尼器的原理。而应急指挥中心项目所采用的DTMD减隔震系统,分为主TMD和子TMD系统,两个系统通过拉压弹簧系统进行连接。当地震来袭时,通过两个TMD系统晃动来消耗地震能量,更有利于保持建筑主体结构在地震中的稳定性。

对楼盖减振措施有相应的阐述,连廊和室内天桥可采用增加刚度、增加非结构构件、设置调频质量阻尼器等措施提高舒适度,当自振频率较小时,应优先考虑设置调频质量阻尼器的减振措施。当仅减小结构某一阶振型的振动时,可设置一种调频质量阻尼器,且宜安装于期望控制振型的峰值点附近;当结构振动包含多个振型时,可以设置多个调频质量阻尼器分别对不同的振型进行控制。

阻尼器也分为很多种,不同的阻尼器根据其特性分别运用于不同的场景。例如金属屈服阻尼器由于金属在反复的塑性变形过程中能吸收大量能量,常被制作成耗能减震器,高速公路的护栏就是其中一种;除此之外还有摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器、调谐质量阻尼器等。

本文我们使用质量-弹簧-阻尼器和人体集总机械电路的示例模型讨论了集总机械系统接口并解释了其不同的组件和应用。还演示了将集总电路耦合到分布式系统的过程。集总机械系统接口被证明是一种有用的建模工具。然而,使用机械电路的局限性在于它们于单一方向并且只能处理线性问题。

您可以使用集总机械系统接口的集总元件,例如质量、弹簧和阻尼器开发一维机械电路模型。这种电路或集总模型可以很容易地与标准有限元模型相耦合,这在模拟复杂的机械系统时非常有用。

图1为一种波浪能装置示意图,由浮子、振子、中轴以及能量输出系统(PTO,包括弹簧和阻尼器)构成,其中振子、中轴及PTO被密封在浮子内部;浮子由质量均匀分布的圆柱壳体和圆锥壳体组成;两壳体连接部分有一个隔层,作为安装中轴的支撑面;振子是穿在中轴上的圆柱体,通过PTO系统与中轴底座连接。在波浪的作用下,浮子运动并带动振子运动(参见附件1和附件2),通过两者的相对运动驱动阻尼器做功,并将所做的功作为能量输出。考虑海水是无粘及无旋的,浮子在线性周期微幅波作用下会受到波浪激励力(矩)、附加惯性力(矩)、兴波阻尼力(矩)和静水恢复力(矩)。在分析下面问题时,忽略中轴、底座、隔层及PTO的质量和各种摩擦。

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