调谐质量阻尼器

发布时间:

2023/04/10 21:22

当主结构的阻尼较小时,工程上常用在其著作中给出的调频质量阻尼器参数设计解析解来定义阻尼器的参数,即:

件具有定义动力荷载时程函数和设置减隔震装置的功能,用户可以直接查看设置调频质量阻尼器后楼盖振动加速度的结果,参见如下算例。

调频质量阻尼器(TMD)减振系统由弹簧、质量块和阻尼器组成,通过技术手段使其固有振动频率与主结构受控振动频率相近,安装在结构的特定位置,当结构发生振动时,其惯性质量与主结构受控振型谐振,来吸收主结构受控振型的振动能量,从而达到抑制受控结构振动的效果。减振原理见下图。

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。

我们从集总系统的示意图开始,标记每个组件(例如质量、弹簧和阻尼器)的端口。然后,应用激励,解决位移和力的问题。机械电路中的组件分为双端口组件和单端口组件。考虑到双端口组件,位移和力将应用于组件(例如质量、弹簧、阻尼器和阻抗)。例如,质量上的位移是相同的,而在力方面存在差异。类似地,弹簧组件上的力是相同的,但在位移方面存在差异。双端口的广义方程(如下所示,表示跨组件的端口)由下式给出:

集总方法的其他用途包括电声分析,即可以通过集总元件(如电阻器、电感器、电容器、质量、弹簧和阻尼器)对不同的物理场(电气、机械等)进行建模。

来说,一个机械系统的所有组件基本上都可以被建模为集总质量、刚度和阻尼参数的组合。有限元法(FEM)使用类似的类比,将这些参数分布在网格单元上并将它们组合起来,形成每个组件的完整质量、刚度和阻尼矩阵。当对大型复杂系统进行建模时,为了对系统有更好的理解,简化模型设置中的各种配置是有用的。例如,考虑由单向地面激励引起的车辆振动分析。使用简化的方法,可以使用弹簧-阻尼器系统来对汽车轮胎进行建模,忽略轮胎的非线性行为。同样地,如果想用集总方法模拟人体,可以使用集总机械系统接口计算人体不同部位的响应。

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