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粘弹性材料—钢的碰撞力学模型与碰撞TMD的减振性能研究

发布时间:2018-06-16 21:46

  本文选题:碰撞TMD + 碰撞力模型 ; 参考:《湖南科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:结构振动控制包括被动控制、主动控制、半主动控制及混合控制。被动控制在实际工程中得到广泛应用,调谐质量阻尼器(TMD)是一种常用的被动控制方法。碰撞质量调谐阻尼器(PTMD)是一种新型减振装置,在TMD基础上增加了一个限制质量块位移的挡板,并在挡板上安装了粘弹性材料,利用质量块碰撞粘弹性材料提高能量耗散,以得到振动控制效果。本文针对粘弹性材料-钢碰撞力模型和PTMD减振效果开展研究。主要研究工作包括:(1)介绍了结构振动控制的基本理论以及调谐质量阻尼器和碰撞调谐质量阻尼器国内外的研究现状。(2)介绍了现有的碰撞力模型,结合粘弹性材料-钢之间的碰撞特征,提出了考虑粘弹性材料弹性后效的碰撞力学模型。基于能量守恒原理,推导了碰撞力模型中各个参数之间存在的关系。(3)制作了碰撞TMD的碰撞力试验装置,开展粘弹性材料-钢碰撞试验,得到了碰撞力和缩进位移时程曲线。研究了不同粘弹性材料的弹性恢复系数与残余形变率,以及碰撞速度、粘弹性材料厚度对恢复系数的影响。(4)以碰撞力为优化目标,根据碰撞试验得到的碰撞力和缩进位移,采用数值搜索法以及粒子群算法对碰撞阻尼系数和碰撞刚度以及不同的非线性指数等参数进行了辨识。新提出的碰撞力模型和其他的粘弹性碰撞力模型比较,该模型能更好地描述粘弹性材料和钢的碰撞过程。(5)建立了单自由度结构-碰撞TMD系统的运动方程,对自由振动、简谐激励、地震波作用下TMD、碰撞TMD的减振性能进行了仿真分析。
[Abstract]:Structural vibration control includes passive control, active control, semi-active control and hybrid control. Passive control is widely used in practical engineering. Tuned mass damper (TMD) is a common passive control method. The impact mass tuned damper (PTMD) is a new type of vibration absorber. A baffle is added to the TMD to limit the displacement of the mass block, and viscoelastic material is installed on the baffle. The energy dissipation is improved by using the mass-block impact viscoelastic material. In order to obtain vibration control effect. In this paper, the impact force model of viscoelastic material-steel and the vibration reduction effect of PTMD are studied. The main research work includes: (1) introducing the basic theory of structural vibration control and the research status of tuned mass dampers and impact tuned mass dampers at home and abroad. Based on the collision characteristics between viscoelastic materials and steel, a collision mechanics model considering the elastic effects of viscoelastic materials is proposed. Based on the principle of conservation of energy, the relationship between the parameters in the collision force model is derived. The collision force test device of impact TMD is made. The impact test of viscoelastic material-steel is carried out, and the time history curves of collision force and indentation displacement are obtained. The elastic recovery coefficient and residual deformation rate of different viscoelastic materials, as well as the impact velocity and the influence of the thickness of viscoelastic material on the recovery coefficient are studied. Numerical search method and particle swarm optimization (PSO) are used to identify the parameters such as collision damping coefficient, collision stiffness and different nonlinear exponents. Compared with other viscoelastic collision force models, the new collision force model can better describe the collision process of viscoelastic materials and steel. The equations of motion of single-degree-of-freedom structure-impact TMD system are established, and the free vibration is obtained. The damping performance of TMD and impact TMD under harmonic excitation and seismic wave is simulated and analyzed.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU391;TU352.1

【参考文献】

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本文编号:2028214

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