反馈控制摩擦阻尼器设计及耗能机理研究
发布时间：2021-10-19 23:05
振动是常见的物理现象，剧烈振动会造成建筑、机械等结构的部分或整体的损坏。振动已成为影响机械结构性能、可靠性以及使用寿命的重要因素。为保证建筑结构、机械设备等的正常运行，振动控制已成为设计工作中重要的考虑因素。在机械结构中安装耗能装置可以实现振动的有效控制。在常用耗能装置中，摩擦阻尼器是常用耗能结构，具有耗能减振效果好、价格低廉、取材方便，应用广泛等优点。但该技术发展中面临一些问题：一是摩擦阻尼器的阻尼力单一、调节范围小；二是阻尼器多为被动控制，阻尼力不能有效利用振源信号进行控制而发挥更好的控制振动效果。为使摩擦阻尼器能够利用振源信号调整阻尼力，使其获得更理想的耗能减振效果，本文将库伦摩擦模型、半主动控制等理论结合，设计一种反馈控制摩擦阻尼器，并对其耗能机理进行研究。课题研究的反馈控制摩擦阻尼器利用被控结构振动位移信号进行阻尼力反馈控制，使其耗能能力随振动剧烈程度进行自动调整，得到最好的减振效果。本文首先进行了反馈控制摩擦阻尼器的结构设计；然后根据阻尼器增力作用原理和库伦摩擦理论建立了阻尼器数学模型，采用数值计算、有限元仿真的方法，研究了该阻尼器的增力性能和耗能机理；最后，分别对阻尼器进...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主动变刚度系统（AVS）
图 1.2 主动变刚度系统（AVS）能量消散约束装置（EDR）是一种减振效果良好的新型阻尼器，可实现加载和为系统提供不同刚度。随着需求的多样化，该类型阻尼器结构得到不断改进和]。Syman 和 Constantinous 等研发了一种新型粘滞流体变阻尼器，活塞体同缸体源作用下产生相对运动，油液在活塞的作用下通过旁路和节流阀腔体转移，旁阀的压力损失产生阻尼力，阻尼力可通过改变节流阀调整，如图（1.3）。
1.3.3 摩擦阻尼器性能试验研究随着耗能构件（阻尼器）在振动控制中的广泛应用，选用其某些参数以衡量其耗能能力也成为一个设计中所要考虑的问题。为检验阻尼器结构参数对耗能效果的影响、阻尼器的振动控制效果，设计性能试验是最为科学、有效的手段之一。用试验方法获取阻尼器作动过程中的力值、位移等参数，利用耗散功率、力-位移滞回曲线等手段研究其耗能能力，多采用往复循环试验方法评定[50-55]。耗能能力可通过阻尼器耗散功率评价、比较。分析加载阻尼器的设备振动工况中，正功率同负功率的面积差对加载时间的比值为阻尼器系统的耗散功率，功率同时间的分布关系为耗散功率谱，可对阻尼器的耗散性能进行定性分析[53-55]。耗散功率可以显示阻尼器多循环耗能能力、相对耗能比例，以及外部加载幅值、频率、波形等因素对阻尼器减振能力的影响变化。因此耗散功率可以合理的表示不规则外部加载下，如海洋波浪、地震、风振作用下阻尼器的耗能情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半主动控制的国内外研究现状[J]. 赵有泽. 山西建筑. 2010(17)
[2]压电摩擦阻尼器动态响应时间研究[J]. 邓文艳,张纪刚,韩建,彭桂蒸. 低温建筑技术. 2010(02)
[3]Mitigation of micro vibration by viscous dampers[J]. Tzu-Kang Lin,Chu-Chieh Jay Lin,Jenn-Shin Hwang. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(04)
[4]A new type of damper with friction-variable characteristics[J]. Zhou Xiyuan and Peng Lingyun Beijing Key Lab of Earthquake Engineering and Structural Retrof it,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(04)
[5]筒式粘弹性阻尼器的试验研究及工程应用[J]. 苏毅,常业军,程文瀼. 振动与冲击. 2009(11)
[6]结构振动半主动控制策略的研究进展[J]. 蒙文流,韦树英. 四川建筑科学研究. 2009(05)
[7]减振材料的摩擦磨损特性及影响因素[J]. 董磊,李卫京,杨爱国,胡海滨,陈跃. 北京交通大学学报. 2009(04)
[8]机动车用摩擦材料的性能研究[J]. 刘建秀,曹殿立,宁向可. 煤矿机械. 2009(02)
[9]新型加劲软钢阻尼器性能与试验[J]. 张文元,张敏政,李东伟. 哈尔滨工业大学学报. 2008(12)
[10]基于压电元件的半主动振动控制的研究[J]. 季宏丽,裘进浩,赵永春,朱孔军. 振动工程学报. 2008(06)
硕士论文
[1]向心式摩擦阻尼器的理论分析及应用研究[D]. 彭凌云.北京工业大学 2004
[2]粘滞消能减震技术在结构抗震加固中的研究与应用[D]. 宋智斌.中国建筑科学研究院 2001
本文编号：3445767
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主动变刚度系统（AVS）
图 1.2 主动变刚度系统（AVS）能量消散约束装置（EDR）是一种减振效果良好的新型阻尼器，可实现加载和为系统提供不同刚度。随着需求的多样化，该类型阻尼器结构得到不断改进和]。Syman 和 Constantinous 等研发了一种新型粘滞流体变阻尼器，活塞体同缸体源作用下产生相对运动，油液在活塞的作用下通过旁路和节流阀腔体转移，旁阀的压力损失产生阻尼力，阻尼力可通过改变节流阀调整，如图（1.3）。
1.3.3 摩擦阻尼器性能试验研究随着耗能构件（阻尼器）在振动控制中的广泛应用，选用其某些参数以衡量其耗能能力也成为一个设计中所要考虑的问题。为检验阻尼器结构参数对耗能效果的影响、阻尼器的振动控制效果，设计性能试验是最为科学、有效的手段之一。用试验方法获取阻尼器作动过程中的力值、位移等参数，利用耗散功率、力-位移滞回曲线等手段研究其耗能能力，多采用往复循环试验方法评定[50-55]。耗能能力可通过阻尼器耗散功率评价、比较。分析加载阻尼器的设备振动工况中，正功率同负功率的面积差对加载时间的比值为阻尼器系统的耗散功率，功率同时间的分布关系为耗散功率谱，可对阻尼器的耗散性能进行定性分析[53-55]。耗散功率可以显示阻尼器多循环耗能能力、相对耗能比例，以及外部加载幅值、频率、波形等因素对阻尼器减振能力的影响变化。因此耗散功率可以合理的表示不规则外部加载下，如海洋波浪、地震、风振作用下阻尼器的耗能情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半主动控制的国内外研究现状[J]. 赵有泽. 山西建筑. 2010(17)
[2]压电摩擦阻尼器动态响应时间研究[J]. 邓文艳,张纪刚,韩建,彭桂蒸. 低温建筑技术. 2010(02)
[3]Mitigation of micro vibration by viscous dampers[J]. Tzu-Kang Lin,Chu-Chieh Jay Lin,Jenn-Shin Hwang. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(04)
[4]A new type of damper with friction-variable characteristics[J]. Zhou Xiyuan and Peng Lingyun Beijing Key Lab of Earthquake Engineering and Structural Retrof it,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(04)
[5]筒式粘弹性阻尼器的试验研究及工程应用[J]. 苏毅,常业军,程文瀼. 振动与冲击. 2009(11)
[6]结构振动半主动控制策略的研究进展[J]. 蒙文流,韦树英. 四川建筑科学研究. 2009(05)
[7]减振材料的摩擦磨损特性及影响因素[J]. 董磊,李卫京,杨爱国,胡海滨,陈跃. 北京交通大学学报. 2009(04)
[8]机动车用摩擦材料的性能研究[J]. 刘建秀,曹殿立,宁向可. 煤矿机械. 2009(02)
[9]新型加劲软钢阻尼器性能与试验[J]. 张文元,张敏政,李东伟. 哈尔滨工业大学学报. 2008(12)
[10]基于压电元件的半主动振动控制的研究[J]. 季宏丽,裘进浩,赵永春,朱孔军. 振动工程学报. 2008(06)
硕士论文
[1]向心式摩擦阻尼器的理论分析及应用研究[D]. 彭凌云.北京工业大学 2004
[2]粘滞消能减震技术在结构抗震加固中的研究与应用[D]. 宋智斌.中国建筑科学研究院 2001
本文编号：3445767
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