52磁流变阻尼器的桥梁振动控制

发布时间：2016-10-30 07:52

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磁流变阻尼器的桥梁振动控制；作者：；学位授予单位：常银昌武汉理工大学；1.周福霖工程结构减震控制1997；2.李桂青.徐家云结构控制与控制结构计算理论和方；3.袁万城.范立础桥梁橡胶支座减、隔震性能研究1；4.徐家云.雷静雅小高层建筑中屋顶花园TMD的振；5.YangG.SpencerJrBF.Carl；6.瞿伟廉MR阻尼器对高耸结构风振反应的智能控制；7.

磁流变阻尼器的桥梁振动控制

作者：

学位授予单位：常银昌武汉理工大学

1.周福霖工程结构减震控制 1997

2.李桂青.徐家云结构控制与控制结构计算理论和方法 1996

3.袁万城.范立础桥梁橡胶支座减、隔震性能研究 1989(04)

4.徐家云.雷静雅小高层建筑中屋顶花园TMD的振动控制作用[期刊论文]-自然灾害学报 2005(4)

5.Yang G.Spencer Jr B F.Carlson J D.Sain,M.K Large-scale MR fluid dampers:modeling,and dynamicperformance considerations 2001

6.瞿伟廉 MR阻尼器对高耸结构风振反应的智能控制[期刊论文]-建筑科学与工程学报 2006(1)

7.Spencer B F.Nagarajaiah S State-of-the-Art of Structural Control 2003

8.Fujitani H Development of 400kN Magnetorheological.Damper for a Real Based-Isolated Building 2003

9.Yang G.Spencer Jr B R.Carlson J D.Sain,M.K Dynamic modeling and performance considerations onfull·scale Mrfluid dampers 2001

10.Yang G.Jung H J.Spencer Jr B F Dynamic model of full-scale MR dampers for civil engineeringapplications 2001

11.瞿伟廉.徐幼麟 ER/MR智能阻尼器对空间网壳结构地震反应的半主动控制[期刊论文]-地震工程与工程振动2001(4)

12.瞿伟廉.王军武.徐幼麟.陈朝晖 ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应的半主动控制[期刊论文]-地震工程与工程振动 2000(4)

13.瞿伟廉.吕明云.李学安屋盖MR智能隔震系统对升船结构顶部厂房地震鞭梢效应的模糊控制[期刊论文]-地震工程与工程振动 2002(3)

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46.王修勇.戚跃然.陈政清.倪一清磁流变阻尼器控制拉索振动的优化参数研究[期刊论文]-湘潭矿业学院学报2003(1)

47.王修勇.陈政清.倪一清.高赞明斜拉桥拉索磁流变阻尼器减振技术研究[期刊论文]-中国公路学报 2003(2)

48.杨广强.B.F.Spencer.Jr.J.D.Carlson.M.K Sain 足尺磁流变阻尼器的建模及动态特性[期刊论文]-地震工程与工程振动 2001(4)

49.Dyke S J Acceleration feedback control strategies for active and semi-active

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53.周军.陈新海大型柔性空间结构的变结构模型参考自适应控制[期刊论文]-航空学报 1992(4)

54.顾家柳转子系统振动主动控制的目的及对策 1993(02)

55.Toshio Yoshimura Active suspension of vehicle systems using fuzzy Logic 1996(02)

56.龚雅萍.刘侍刚.邱阳.缪赟柴油机双层隔振的自适应模糊控制方法及模拟试验的研究[期刊论文]-船舶工程2001(6)

57.张春巍.欧进萍结构磁流变阻尼半主动控制的改进算法与仿真分析[期刊论文]-世界地震工程 2003(1)

58.张春巍结构振动的磁流变阻尼控制算法与控制方案效果分析[学位论文]硕士 2001

1.期刊论文王修勇.陈政清.何旭辉.陈勇.黄方林洞庭湖大桥风雨振减振试验研究 -桥梁建设2002,""(2)

介绍了在湖南洞庭湖大桥上应用磁流变阻尼器进行拉索减振的试验情况,得到了安装阻尼器前后拉索系统的动力特性.试验结果显示系统的模态阻尼比在安装磁流变阻尼器后有大幅增长,具有良好的减振效果.实测的加速度响应也证明了磁流变阻尼器是拉索减振的有效手段.

2.期刊论文徐家云.蹇元平.常银昌.刘永红.XU Jia-yun.JIAN Yuan-ping.CHANG Yin-chang.LIU Yong-hong 磁流变阻尼器的桥梁振动控制 -自然灾害学报2007,16(4)

利用磁流变阻尼器对结构振动进行控制是一种非常有前途的新技术.将锚索和磁流变阻尼器结合起来,提出了一种新的桥梁振动控制形式,并给出了算例分析结果.分析表明:应用本方法可以对桥梁的振动进行有效的控制.

3.学位论文宋璨磁流变式调谐液柱阻尼器的建模及对桥梁振动控制的研究 2009

随着大跨度桥梁的普遍兴建和高效能建桥材料的广泛应用，桥梁结构的振动问题(地震、风振、车-桥振动)日趋突出。作为交通枢纽及生命线工程的桥梁结构，振动问题不仅关系到其正常安全运营，而且关系到震后救援工作能否顺利开展。结构振动控制作为一种积极主动的对策，依靠控制系统与结构物的联合工作来抵御外部的动力输入，从而有效地减小结构的动力响应。因此，近年来桥梁结构的振动控制倍受学术界、工程界的广泛关注，并获得了长足的进展。

目前常见的控制装置有调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)、调谐液体柱阻尼器(TLCD)和磁流变阻尼器(MRD)等。磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是结合磁流变液智能化和可控性以及调谐液柱阻尼器构造简单又比较经济的特点，形成的一种新型阻尼器。它具有广阔的应用前景，需要广泛深入地探索和研究。

本文以正在建设中的湖南矮寨大桥为工程背景，结合国家自然科学基金项目“磁流变式调谐液柱阻尼器振动控制理论与试验研究”，开展了下述工作：

(1)介绍了桥梁结构振动的危害及结构振动控制的发展动态，对常见控制装置的研究现状和工程应用情况进行了综述。

(2)系统地阐述了工程界对磁流变阻尼器的建模情况，开展了磁流变阻尼器的力学性能试验。在实测结果基础上，以RD-1005型磁流变阻尼器为例，采用量子微粒群优化算法，提出了一种改进的非线性滞回模型；以RD-1097型磁流变阻尼器为例，建立了BP神经网络模型。这些模型能够较好地模拟磁流变阻尼器的动态特性，有利于磁流变阻尼器的仿真及控制中的应用。

(3)描述了MR-TLCD的基本构造，探讨了MR-TLCD的减振机理，分别提出了抑制桥板水平振动和扭转振动的MR-TLCD模型，建立了MR-TLCD与桥梁结构相互作用的运动方程，，分析了简谐激励作用下MR-TLCD的减振性能。

(4)将非线性阻尼等效线性化，利用虚拟激励法实现了桥梁-MR-TLCD系统的频域分析。分别研究了地震和脉动风荷载作用下，MR-TLCD的参数变化对减振效果的影响，优化了MR-TLCD的被动控制。

(5)应用谐波叠加法对自然风进行了数值模拟，得到了脉动风荷载时程。对桥梁-MR-TLCD系统的半主动控制问题开展了研究，基于离复位控制(OTE)策略，分析了MR-TLCD的风振控制效果。数值计算确认了MR-TLCD的有效性和半主动控制的优越性，同时也验证了OTE策略的合理性。

(6)运用ANSYS软件建立了湖南矮寨大桥的有限元模型，根据Davenport抖振力模型合成了升力矩时程，对安装MR-TLCD的桥梁进行了扭转振动的仿真分析，结果表明MR-TLCD具有良好的可调性和工程适用性，能提高矮寨大桥的抗风性能。

4.期刊论文张伟.岳澄.石九州.ZHANG Wei.YUE Cheng.SHI Jiu-zhou 桥梁减振技术的发展与应用 -青岛理工大学学报2007,28(1)

介绍了既有铁路桥梁因横向刚度不足及列车提速致使的横向振动、城市桥梁轨道交通车桥耦合动力振动、大跨度桥梁拉索的风雨激振、轴向流激振等几类桥梁振动减振技术的发展与应用.在铁路桥梁和高架桥梁中,对车桥耦合振动体系,采用被动控制法,安装质量阻尼器,改变桥梁基础结构的型式,进行桥梁减振和降噪.在斜拉桥拉索减振上,主要采用机械减振控制,安装目前较常用的粘性剪切型阻尼器进行减振,介绍了新型的磁流变阻尼器半主动控制法减振技术.这些减振措施在一些实际的桥梁减振中都取得了不错的效果.同时,还阐述了近年来在人行桥梁中新发现的人致桥梁侧向振动的桥梁减振新问题.

5.会议论文谭平.宁响亮.周福霖公路桥梁基于自适应模糊H∞算法的MR半主动控制研究 2008

为了有效处理振动控制中结构的非线性和外界荷载的不确定性，本文将自适应技术模糊逻辑系统和∞ H 鲁棒控制技术相结合，提出了土木工程振动控制的自适应模糊∞H控制算法，进一步结合限幅最优控制算法(clipped optimal)设计MR 阻尼器的半主动控制器以跟踪理想的主动控制力。为了验证本文所提出的控制算法的有效性，本文将该算法应用到新近提出的地震作用下公路桥梁振动控制的Benchmark 问题进行了MR阻尼器半主动控制的仿真分析。结果表明：基于自适应模糊∞H控制算法的MR 阻尼器半主动控制策略能明显减小结构在不同场地类型和幅值的地震作用下的动力响应。此外，当结构的刚度具有±30％的扰动时，其控制效果并未受到明显影响，验证了该控制算法的强鲁棒性。

6.学位论文王典斌磁流变阻尼器对高速列车通过简支箱梁桥时的振动控制研究 2009

桥梁在我国高速铁路占有很大比重，高速列车过桥时动力响应的课题研究已逐步提上日程。桥梁振动控制作为一种智能主动（或半主动）的方法，基于控制系统和被控结构的联合作用来抵御外部的动力输入，从而有效地减小桥梁的动力响应，进而提高行车的安全稳定性。

近年来随着智能材料的快速发展，磁流变阻尼器（MRD）作为一种新型的阻尼器受到广泛的关注。它是一种通过实时改变磁流变阀中的磁场强度，来智能调节阻尼出力目的的智能装置.与传统的机械可调阻尼器相比减少了阀门部分的机械装置，其系统更加可靠.本文主要工作如下：

1）磁流变阻尼器的工作原理及其力学模型。系统的阐述了磁流变阻尼器几种经典的力学模型，本文采用其中能较准确反映其力学性能的修正的现象模型。

2）车-桥-MRD耦合系统的建立。在选取了MRD的力学模型，并建立了桥梁有限元模型和具有两个转向架四个轮对的列车振动分析模型、轨道不平顺模型的基础上，根据虚功原理推导出车桥系统的动力方程，此方程适用于作匀速运动的车辆与具有任意轨道不平顺函数、各种不同边界条件的桥梁的耦合系统。

3）车-桥-MRD耦合系统的求解与程序实现。本文基于Fortran95编制了较为通用的车-桥-MRD坚向振动分析程序和轨道不平顺计算程序，该程序可进行车-桥-MRD系统的动力分析，适用于能够用梁单元、桁架单元和索单元模拟的桥梁模型，适用于移动荷载和可简化为弹簧、阻尼器相连的多刚体模型的车辆模型，能够实现匀速车辆作用下的车桥系统的竖向响应分析，也可考虑轨道不平顺的影响，并在MRD作用下分析其及其对车-桥系统的动力响应的影响。

4）磁流变阻尼器最优控制力的求解。首先利用瞬时最优主动控制求解出结构在外界激励作用下的最优控制力，然后利用本文探讨的双限值半主动控制算法对最优控制力进行过滤，最终得出阻尼器当前最优出力。双限值半主动控制算法是建立在主动控制理论基础之上，再结合阻尼器的当前状态，在参数限值范围内计算出阻尼器的当前最优出力。

5）MRD对桥梁的减振效果分析。本文采用了一种新的MRD与锚索组成的减振系统，研究了磁流变阻尼器减振系统对高速列车通过简支梁桥时列车、桥梁动力响应的减振效果，计算分析了磁流变阻尼器减振系统对40m和32m简支梁桥动力响应的影响，尤其在共振车速下对桥梁的动力响应有更好的控制效果，可在工程实践中推广应用。同时分析了磁流变阻尼器减振系统对车辆运行平稳性的影响，通过分析MRD对桥梁在不同荷载下的控制效果，验证了磁流变阻尼器在控制桥梁振动方面的可行性。

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授权使用：北京交通大学(北京交通大学)，授权号：b252d074-f7d4-4741-bd5b-9db6013a090d

下载时间：2010年7月17日

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