电磁涡流耗能调谐质量阻尼器
调谐质量阻尼器的两大主要特点
调谐质量阻尼器的两大主要特点
调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)是一种离散型阻尼装置，也称作为一个主动质量阻尼器或谐波减振器，这种装置安装在振动结构，以抑制结构的振动，防止结构的损坏和失效。
调谐阻尼器的使用场合主要用于控制框架结构、支架系统、整台设备、高层建筑和海洋船舶等的振动和噪声，并可取得令人满意的结果，且结构简单、使用方便、成本也低。
调谐质量阻尼器对谐波振动造成的激烈运动具有稳定作用，它能用较轻巧的组件来抑制振动，即使在最恶劣条件下也能起到减振的作用。
调谐阻尼器是一个单自由度系统，由质量和大阻尼粘弹弹簧组合而成；它也可以由质量、线性弹簧和粘性阻尼器组成；或者是弹阻尼共振梁:或用粘弹材料连接复杂结构中的不同零件而成。
因此，可以根据结构特点将调谐阻尼器设计成不同的形式。
但是这些装置的一个共同特点是既通过调谐来吸收主要振型的振动，又通过阻尼损耗结构的宽频振动能量来控制结构振动，它不同于无阻尼谐振器或动力吸器，后者如同一个调谐共振能量转换装置，仅在其调谐频率上吸收结构振动。
由于调谐阻尼器的最大特点是通过调谐来吸收主要振型的振动，和通过阻尼损耗结构振动其它振型的振动能量来控制振动，因此它们就可在一个较宽的频率范围内，而不仅是在调谐频率上抑制结构振动所以一个调谐阻尼器往往可以控制结构的几阶共振频率的振动，这样就大大地扩大了调谐阻尼器抑制振动的适用范围。
调谐阻尼器的另一个特点是它所损耗的结构振动能量取决于结构上某一局部位置的振动位移，而不像表面阻尼处理结构那样取决于表面一个区域的应变。
因此，调谐阻尼器就可以应用于非板状零件、框架结构、大型天线、高层建和船舶等，它的安装位置是在大位移响应点上而并非一个面，因此施工简单、机动灵活。
调谐质量阻尼器TMD
NO.4 TMD能否用于抗震 1、进行风时程工况下TMD方案与阻尼器方案减震效果对比 由表可见，在加设TMD或阻尼器以后，楼层加速度、基地位移角、基底剪力和弯矩都有明显 改善，且本次试验的阻尼器方案减振效果尚略优于TMD方案。
NO.4 TMD能否用于抗震
2、进行地震程工况下TMD方案与阻尼器方案减震效果对比
NO. TMD在工程上的应用 3二、纽约Citicorp中心
Citicorp中心高279m，大楼底部仅设 置了4根粗大的柱子支撑整个大厦，水 平刚度较柔，在强风作用下，水平摆 动很大，该大楼最后采用了约 3630KN重的混凝土调频质量块。
该TMD安装于建筑的59楼，在这个高 度，建筑物可以用一个约为20000t的 简单模态质量表设计，TMD固定于其 上形成图二所示的2-DOF系统。实验 结果和实际观测显示，TMD能将建筑 的风致加速度水平减少约50%。
TMD构造布置的多样性
NO.2
各种形式的TMD
TMD构造布置的多样性
TMD在工程上的应用
NO.3
一、澳大利亚悉尼Centerpoint塔 TMD在工程上的应用
安装TMD的第一个结构是悉尼的Centerpoint塔。作为结构的供 水和防火设施，塔的水箱和一个液压吸振器一起被设计到TMD中 用以减小风致运动。水塔悬挂于回转塔的径向构件上，随后又将 一个40t重的辅助质量安装在中间锚固环上以进一步控制第二振型 的振动。加速度测定结果表明，风致加速度响应减少了40%— 50%。 单摆型TMD结构的例子还包括加拿大多伦多CN塔、位于日本 Osaka的水晶塔等。其中高157m的水晶塔也利用了置于结构顶部 的储水箱作为单摆TMD。
D在工程上的应用
三、合肥电视塔 NO.3 由加速度响应比例来看，最优的频率比和最优阻尼比分别是1.02和 0.07。最大的加速度减振率达到了49%。 为获得电视塔风振响应的最大减振率 需要进行TMD参数的优化分 析从而确定TMD的三个重要参数即质量、频率和阻尼比。由于电视 塔的风振响应是以第一振型为主，故TMD 应调谐至结构第一阶频 率。设计时水箱总质量为60000kg，故TMD质量即为60000kg， 因而TMD 与电视塔第一阶振型广义质量的比值为0.0196 。固定质 量比，变化TMD与结构第一振型的频率比和TMD阻尼比可计算出 各种控制情况下电视塔(以第12质点响应为代表)和TMD的位移和 加速度响应。
调谐质量阻尼器定义
调谐质量阻尼器定义
调谐质量阻尼器（TMD）是一种被广泛应用于结构振动控制领域的装置。
它通过与结构共振频率相匹配的质量和阻尼特性，有效地减小结构振动的幅值。
TMD通常由一个质量块、弹簧和阻尼器组成，其工作原理基于质量块的惯性和阻尼器的能量耗散。
TMD的主要作用是通过消耗结构振动的能量来减小结构的振动响应。
当结构受到外部激励时，TMD会产生与结构振动方向相反的惯性力，从而减小结构的振动幅值。
同时，阻尼器会吸收和耗散结构振动的能量，进一步减小结构的振动响应。
调谐质量阻尼器的设计需要考虑结构的固有频率、质量比和阻尼比等参数。
通过合理选择这些参数，可以实现最佳的振动控制效果。
在实际应用中，TMD通常被安装在建筑物、桥梁、风力发电机塔等结构中，以减小结构受到的地震、风载等动力负荷引起的振动响应。
总之，调谐质量阻尼器是一种用于结构振动控制的装置，通过消耗振动能量来减小结构振动幅值，提高结构的抗震性能和舒适性。
调谐质量阻尼器的技术研究及工程应用
调谐质量阻尼器的技术研究及工程应用1摘要：本文对调谐质量阻尼器的工作原理进行了系统分析并对其构造进行剖析，同时对TMD在结构振动与控制方面的应用进行系统研究，根据应用分析表明TMD在结构结构振动控制中起着着重要作用，尤其在高耸结构中效果更为显著。
关键词：调谐质量阻尼器，减振，工程应用随着建筑功能的多元化，同时结构计算方法和轻质高强材料的发展和使用，高耸、大跨度结构振动问题越来越引起业工程界和学术界的重视，从而带动了振动控制技术的迅速发展，调谐质量阻尼器是振动控制的主要形式之一，近年来，调谐减振技术的理论研究变得更加成熟，应用也更加广泛。
由于TMD能有效地衰减结构的动力反应，且构造简单，易于安装，维护方便，经济实用，已被广泛用作高层建筑、高耸结构及大跨桥梁的抗风装置。
1 概述TMD结构应用思想的最早来源是1909年研究的动力吸振器。
最早主要对单个无阻尼TMD系统进行研究，主要研究内容为如何确定TMD的最优参数，研究多集中于对结构控制效果和最优控制参数的理论研究。
为使TMD的控制效果达到最佳，即扩大其耗能能力，需要将TMD的振动频率调至结构振动频率附近并选用适当的阻尼。
但TMD减振也存在缺点，即鲁棒性较差，当实际频率比偏离最优频率比时，其控制效果会大幅下降，即结构所受激振力频带较窄的时候TMD的控制效果较优，而激振力频率随机性较强时，控制效果明显降低，而多重调谐质量阻尼器（MTMD）可以有效解决上述问题。
本文基于TMD参数有效域概念，对某建筑上的MTMD应用进行了设计，使得该建筑结构系统振动得到有效控制，且鲁棒性较稳定。
2 调谐质量阻尼器的工作机理调谐质量阻尼器是一个振动系统，其由质量为M的质量块、弹簧刚度为K的弹簧和阻尼系数为C的阻尼器组成。
该系统简化模型如图1所示。
它对结构进行振动控制的机理是：原结构体系由于加入了TMD，其动力特性发生了改变，原结构承受动力作用而剧烈振动时，由于TMD质量块的惯性而向原结构施加反方向作用力，从而使原结构的振动反应明显减弱。
调谐质量阻尼器技术条件
调谐质量阻尼器技术条件
调谐质量阻尼器是一种用于控制结构振动的装置，能够提高结构的抗震性能。
其技术条件包括：
1.质量调谐：调谐质量阻尼器中的质量必须与结构的振动频率匹配。
根据结构的固有振动特性和设计要求，选择合适的质量。
2.阻尼调谐：调谐质量阻尼器中的阻尼力必须与结构振动的阻尼模式相吻合。
阻尼力可以通过调节阻尼器的设计参数来实现。
3.调谐范围：调谐质量阻尼器的调谐范围指的是能够实现有效阻尼作用的频率范围。
调谐范围的选择要考虑结构的主要振动频率，并保证调谐质量阻尼器在该范围内能够提供充分的阻尼。
4.调谐方式：调谐质量阻尼器的调谐方式可以根据具体需要进行选择，包括主动调谐和被动调谐。
主动调谐通过控制系统对阻尼器进行调节，实现振动控制；被动调谐则是通过设计合适的机械结构实现。
5.材料选择：调谐质量阻尼器的材料选择要考虑其性能和耐久性。
常见的材料包括钢、混凝土、橡胶等。
6.安装和调试：调谐质量阻尼器的安装和调试要根据具体情况进行，确保其正常工作。
需要进行振动测试和合适的参数调整，以达到预期的控制效果。
调谐质量阻尼器施工方案
调谐质量阻尼器施工方案1. 引言调谐质量阻尼器（TMD）是一种被广泛应用于结构抗震领域的 passively controlled device。
它通过在结构中引入质量和阻尼来减小结构的振动响应，从而提高结构的抗震性能。
本文将介绍调谐质量阻尼器的施工方案，包括选用材料、设计原理、施工流程等内容。
2. 选用材料在进行调谐质量阻尼器施工前，首先需要选用合适的材料。
常见的调谐质量阻尼器材料包括钢、铅、聚合材料等。
其中，钢材是较为常用的选择，具有较高的密度和强度，能够提供足够的质量以阻尼结构的振动。
此外，钢材还具有良好的可塑性和耐腐蚀性，适用于不同的施工环境。
3. 设计原理调谐质量阻尼器的设计原理是通过将其与结构相连，通过质量和阻尼的作用减小结构的振动幅值。
具体而言，设计原理包括以下几个方面：3.1 质量选择根据结构的特点和需求，在设计过程中需要选择合适的质量。
质量的大小会直接影响调谐质量阻尼器的阻尼效果，一般情况下，质量的选择应保证调谐质量阻尼器的质量足够大，但又不能过大，避免对结构整体产生不必要的影响。
3.2 阻尼选择调谐质量阻尼器的阻尼特性也是设计中需要考虑的重要因素。
阻尼的选择应根据结构的振动特性和设计要求进行。
一般地，阻尼器可以选择线性阻尼或非线性阻尼，具体情况可以进行仿真分析或实验研究。
3.3 安装位置选择调谐质量阻尼器的安装位置选择也是设计中的重要考虑因素。
一般情况下，调谐质量阻尼器可以安装在结构的关键部位，如梁、柱等。
通过合理选择安装位置可以最大限度地减小结构的振动响应。
4. 施工流程调谐质量阻尼器的施工流程主要包括材料准备、安装和调试等步骤。
4.1 材料准备在施工前，需要进行材料准备工作。
首先，根据设计要求选购符合规格要求的调谐质量阻尼器材料。
其次，对选购材料进行仔细检查，确保材料无损伤和质量问题。
4.2 安装安装调谐质量阻尼器时，首先需要进行结构的准备工作，如清理施工面、确定安装位置等。
永磁式电涡流调谐质量阻尼器的研制与性能试验
龙源期刊网
永磁式电涡流调谐质量阻尼器的研制与性能试验
作者：汪志昊陈政清
来源：《振动工程学报》2013年第03期
摘要：为了克服传统的调谐质量阻尼器（TMD）阻尼单元存在的易漏油等耐久性问题，研制了一种基于电涡流阻尼耗能的竖向TMD装置。
其特点在于：电涡流阻尼无需与结构接触，没有任何摩擦；产生磁场的元件为永磁体，无需外界供电；所有构件都由金属材料制成，不存在老化等现象。
此外，通过调整永磁体与导体板的距离，很容易实现TMD阻尼参数的后期调节，且不会影响TMD刚度参数。
理论与试验结果研究表明，研制的新型TMD具有优良的阻尼特性，而且当磁场间隙较小时电涡流阻尼理论预测值与试验结果吻合较好。
关键词：调谐质量阻尼器；电涡流阻尼；永磁体；导体板；模态阻尼比
中图分类号：TU352 1 文献标识码：A 文章编号：1004-4523（2013）03-0374-06。
电涡流调谐质量阻尼器原理
电涡流调谐质量阻尼器原理电涡流调谐质量阻尼器，这个名字听起来挺复杂的，但别担心，我来给你说说它的原理，保证让你听得懂，也让你乐呵乐呵。
想象一下，你在湖边钓鱼，湖面波光粼粼，突然一阵风刮过，水面起了波浪。
这时候，如果有个东西能把那些波浪平抚了，那是不是就省心多了？电涡流调谐质量阻尼器就是这么一个“平波”的好帮手。
它的原理其实和咱们的生活息息相关，真不是高高在上的科学。
咱们要明白什么是“电涡流”。
你想啊，当电流通过导体的时候，会在导体里产生磁场，这个磁场就像一位不速之客，带着自己的电涡流来到了派对上。
这可不是闹着玩的，电涡流会产生一种阻力，给我们带来一些“额外的帮助”。
就像咱们生活中，有些朋友总是能帮你处理那些棘手的事情，电涡流就是这个“好朋友”，在调谐质量阻尼器里发挥着重要的作用。
说说“调谐质量”。
这可是个技术活。
简单来说，就是要把那些不安分的振动调整到一个合适的频率。
你想啊，就像你在KTV唱歌，有时候走音，那是因为没调好音量和音调。
调谐质量就是在给振动“调音”，让它们在一个和谐的状态下运行。
这个过程里，电涡流就像一位调音师，默默地调整着，让一切变得更加顺畅。
再往下聊，咱们还得提提阻尼器的“阻尼”作用。
阻尼器就是在控制振动、减少波动的高手。
它的作用就像一位严师，对那些不听话的振动进行“管教”。
一旦振动开始不安分，阻尼器就会出手，利用电涡流产生的阻力，迅速把那些波动给压制下去。
说白了，就是让那些调皮捣蛋的振动不再捣乱，安安稳稳地待着。
你可能会问，这玩意儿到底用在哪里呢？它的应用可广泛了。
比如说，汽车的减震系统就有类似的技术，能有效地减少行驶过程中产生的震动，让你在路上更加舒适。
还有飞机，想想在高空飞行，遇到气流颠簸，如果没有好的阻尼系统，简直就是“天翻地覆”。
而电涡流调谐质量阻尼器就像一位专业的飞行员，帮助飞机平稳飞行。
不光是大件的东西，像一些电子设备，甚至咱们的音响系统里，电涡流调谐质量阻尼器也能发挥它的独特作用。
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五、总结
1.电磁涡流耗能TMD装置中的阻尼可以从很小到很大,并 且可以调控;通电后的TMD系统所提供的电磁涡流阻尼 是很有效果的,可使装置的阻尼提高了一个量级
2.电磁涡流耗能TMD装置的耗能效果受地震波的频谱特 性的影响 3.电磁涡流耗能TMD装置所提供的电磁阻尼是与质量振 子在电磁场中的运动状态有关的, TMD系统通电后的阻 尼比是一个变参数,但变化不是很大
TMD装置的频率与阻尼比
不同初始条件下TMD装置的阻尼比
1.有涡流耗能的TMD装置的阻尼比值比无涡流耗能的阻 尼比值有很大的增加;
2.当振幅较大时,质量振子振动时超出电磁场的范围,以 致质量振子不能全部在电磁场内切割磁力线,这是使电 磁阻尼值发生变化的原因之一; 3.通电后的TMD系统所提供的电磁涡流阻尼是很有效果 的,使装置的阻尼提高了一个量级.
四、电磁涡流耗能TMD装置的阻尼特性
试验分为自由振动和强迫振动两大类试验,每一类又进行了无涡流 耗能和有涡流耗能两种试验
自由振动试验采用的方法是有目的地让TMD装置的质 量振子具有一定的位移阶跃输入后突然释放,也就是 使TMD作具有初始位移的自由衰减振动
通电后具有电磁阻尼的TMD质量振子的振动比不具有电 磁阻尼的TMD质量振子的振动衰减得更快.说明了通电后 的TMD装置,由于电磁阻尼的作用使其质量振子迅速停止 运动; 未通电的TMD装置,由于仅依靠自身的材料阻尼(钢的材 料阻尼很小)的作用来使质量振子振动粘滞阻尼特性
（2）阻尼系数简单连续可调
（3）材料均为耐久性高的金属 （4）无附加刚度
（5）无工作流体，不会出现漏液问题
（6）无接触，无摩擦，不存在摩擦阻尼 （7）在磁场中工作无需电源 （8）结构简单，容易制造，成本较低
应用范围：
（1）人行桥、40米以上大跨度钢箱梁桥、柔性桥梁、拱桥吊杆等 桥梁结构
（2）高层建筑、电视塔、及烟囱等高耸结构
（3）超高压输电塔及大跨越输电塔 （4）其他工程结构等
二、基本原理
当一块金属处在变化的磁 场中或相对于磁场运动时, 金属内部会出现感应电流, 从而产生了实际应用的电 磁阻尼
三、电磁涡流耗能TMD装置的构造及工作机制
当电源断开时,给质量振子一初 始位移,则质量振子在电磁铁中 作自由振动.由于无电磁阻尼, 质量振子经过很长时间才停止; 当电源闭合时,磁场产生,同样 给质量振子一初始位移,则质量 振子在磁场中因切割磁力线,产 生了感应涡流电流,由此产生了 电磁阻力,质量振子的振动迅速 得到衰减。
电磁涡流耗能调谐质量阻尼器
汇报人：徐绍力
指导老师：何文福
一、引言
电磁涡流耗能调谐质量阻尼器主要采用悬臂梁 作为整个阻尼器的刚性连接元件，圆柱拉伸弹 簧作为阻尼器的弹性元件，并通过摩擦较小的 直线轴承导向，采用电涡流作为阻尼元件。
与传统的TMD结构相比，电涡流TMD使用电涡流 阻尼取代了传统的摩擦阻尼。在整个电涡流TMD 工作过程中，通过调节质量块的有效行程调整 电涡流TMD的阻尼系数；导体与产生磁场的构件 没有任何接触，从而大大减小了整个结构的损 耗
强迫振动试验，通过振动台面输入各种地震波对电磁涡 流耗能TMD装置进行强迫振动试验,研究该装置在外部激 励下的阻尼效果. 在试验中所采用的地震波分别为El-Centro波、上海波、 人工波和正弦波 各地震波的最大幅值为0.981 m/s2
TMD系统在地震波激励下的绝对加速度最大峰值
1.TMD的质量振子在不同类型的地震波激励下,均能不同 程度地减小加速度峰值,达30%~70%; 2.由于输入波的频谱不同所达到的效果也不同,即地震 波的频谱特性对TMD的控制效果起着重要作用； 3.由于正弦波频率与TMD装置的基本频率相同,更能够激 起TMD系统的质量振子的振幅,由此质量振子切割磁力线 也相应增多,TMD装置所提供的电磁阻尼也相应增大，能 有效减小质量振子的简谐振动