被动调频阻尼器及其减振设计共28页
被动调频阻尼器及其减振设计
10.3 被动调频减振设计
10.4 被动调频减振设计实例
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TLD（TUNED LIQUID DAMPER） 振程利 力中用 产固 生定 的水 动箱 侧中 压的 力液 来体 提晃 供动 减过 •
F
m, c, 1
TMD（TUNED MASS DAMPER）
m3
综合比较后认为，第（3）种方案，即在天桥钢箱梁的内部安装减振装置的方法最 为可行。实际工程中采用了TMD系统，它由主结构（即天桥本身）和附加在结构上 的子结构（固体质量、弹簧减振器和粘滞流体阻尼器等）组成。通过调整子结构的 自振频率，使其尽量接近主结构的基本频率或激励频率。当主结构受激励而振动时， 子结构就会产生一个与结构振动方向相反的惯性力作用在结构上，使主结构的振动 反应衰减并受到控制。根据有效控制的激励频宽，装设一个子结构只能对卓越频率 为主的外部激励进行有效控制。一般行人自振频率1.8~2,5hz，因此采用三种TMD 减振体系，自振频率分别为1.8hz、2.0hz和2.5hz。
1.
2.
仅对安装被动调频装置的水平方向的振动响应具有减振效果，
而在其它方向不会产生不利的影响； 应具有可靠的耗能机制，使结构在遭遇意想不到的或难于判断 的振动作用及其效应影响的时候，不致失效；
3.
应具有良好的环境适应特性：在使用期限内，应做到耐气候、 耐腐蚀，不需维修和更换等。
4、被动调频减振装置的选择
桥三室封闭钢箱梁截面如图10-38所示
A）沿腹板横向加劲板剖开 图10-38
B）沿横隔板剖开 天桥三室封闭钢箱梁截面示意图
TMD减振方案及设计
行人在桥面通过时会对桥面产生一个随机激励，激励的主要方向垂直于桥面，这个 激励与人的步速、体重有关。统计表明，正常人行走的自振频率为1.8～2.5Hz。通 过动力计算，该天桥的自振频率（第一阶振型自振频率2.436Hz）与行人步行的自 振频率比较接近，行人步行通过天桥桥面时容易引起共振。 改变结构的振动特性可以通过改变 其刚度k、质量m和阻尼系数 c实现，此外
新型材料—形状记忆合金阻尼器SMA的减振技术和工程应用PPT课件
0
在直线DCE段（马氏体状态）
在直线BC段（奥氏体状态向 马氏体转变状态）
在直线EA段（马氏体向奥氏 体转变状态）
1
Ms
t L
uf
t AL
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6. 两种新型SMA被动耗能器
在目前国内生产的NiTi产品中,丝材是最常见的 产品形式,而且丝材的性能比较稳定。针对这种情况, 本文利用形状记忆合金丝的超弹性特性,研制了两种新 型被动耗能器,分别称为拉伸型SMA耗能器和剪刀型 SMA耗能器,安装在结构层间使NiTi丝随结构振动产 生拉伸弹塑性变形,消耗结构在地震作用下的振动能量, 从而减小结构的振动。
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8. 形状记忆合金的发展趋势
1）铁基形状记忆合金； 2）高温形状记忆合金； 3）磁性形状记忆合金； 除以上所述外，正在研究的还有宽滞后形状记忆合 金、窄滞后形状记忆合金、形状记忆合金薄膜、高 屈服限形状记忆合金、低应力滞后形状记忆合金和 低温拟弹性形状记忆合金等。
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(3)使用一个简单的恒温控制器将奥氏体状态下的形 状记忆合金的温度控制在某一特定的温度上并使其产 生一定的预应变 ； (4)将常温下为奥氏体状态的形状记忆合金与结构的 离散点相联接 ； (5)利用形状记忆合金制成被动耗能器； (6)在常温下将形状记忆合金丝预加载至弹性极限附 近，然后随同其他建筑材料一同植入基材内。
eaM As T bA
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5.2 Liang and Rogers模型 (1)本构方程 本构方程同Tanaka模型的本构方程式。
(2)相变方程
Liang 和 Rogers对Tanaka模型进行了改进， 主要体现在马氏体相变动力学方程，提出内变量 （马氏体相变体积分数）和温度、应力之间呈余弦 关系，相变方程采用余弦函数。同时还考虑了内变 量在发生马氏体相变和奥氏体相变时初始条件的影 响：
调频液体阻尼器及其结构分析课件
04
调频液体阻尼器的应用与案例分析
调频液体阻尼器的应用领域
建筑减震
调频液体阻尼器可用于高层建筑、桥梁等结构的减震，提高结构 的抗震性能。
精密设备隔振
对于一些高精度仪器和设备，如显微镜、望远镜等，调频液体阻尼 器可以有效地隔离外界振动，保证其稳定性和精度。
车辆减震
在轨道交通、汽车等领域，调频液体阻尼器可以用于减震，提高乘 坐舒适性。
03
阻尼器的种类繁多，包括液体阻尼器、橡胶阻尼器 、粘性阻尼器等。
调频液体阻尼器的特性
调频液体阻尼器是一种利用液 体流动和振动能量相互作用的 阻尼器。
它具有频率可调、阻尼力连续 可调、响应速度快等优点。
调频液体阻尼器能够适应不同 的振动源和减振需求，广泛应 用于机械、建筑、航空航天等 领域。
调频液体阻尼器的重要性
调频液体阻尼器及其结构分析课件
目录 CONTENTS
• 引言 • 调频液体阻尼器的工作原理 • 调频液体阻尼器的结构设计 • 调频液体阻尼器的应用与案例分析 • 结论
01
引言
阻尼器的简介
01
阻尼器是一种用于吸收或减少振动的装置，广泛应 用于各种工程领域。
02
阻尼器通过将振动能量转化为热能、内能或其他形 式的能量，达到减振的效果。
调频液体阻尼器利用液体的粘性 和弹性来吸收和传递振动能量。
当振动作用于阻尼器时，液体会 产生流动和剪切变形，将振动能 量转化为液体的内能，从而减小
振幅。
调频液体阻尼器的设计能够通过 调整液体的粘度和弹性来改变阻 尼性能，以满足不同的减振需求
。
调频液体阻尼器的性能参数
阻尼器的性能参数包括阻 尼系数、阻尼比、频率范 围等。
两种被动减振阻尼器的参数选择和量化分析
两种被动减振阻尼器的参数选择和量化分析陆红亚;辛振芳;韩书永【摘要】调谐质量阻尼器(TMD)是常见的一种阻尼器,而近年来在汽车行业中应用的机械式惰性阻尼器(IRD)是基于两端之间的相对位移工作的被动阻尼器,具有惯性质量放大的特点.在具体应用时,选择合适的阻尼器参数来获得较优的结构振动性能或足够大的阻尼,缺乏理论指导.本文总结了能用于定量描述TMD和IRD阻尼器参数和结构固有模态之间关系的方法,并研究了阻尼器安装位置对阻尼器参数的影响.结果表明IRD和TMD具有不同的工作原理,IRD安装在悬臂梁根部能更有效地使结构达到模态阻尼目标,而TMD安装在悬臂梁尖端工作更为有效.在参数量化过程中,柔性结构的非共振模态的影响不可被忽视.本文的研究在阻尼器最优参数选择用于调谐柔性结构振动模态的应用中具有重要的意义.%Tuned mass dampers (TMD), are widely used in the industry. Currently, a novel kind of damper, inerter based resonant damper (IRD), is adopted in the auto manufacturing. IRD worked well under the relative displacement at two given locations and were characterized by small physical mass. In the application, the parameters of these passive dampers had direct influences on the performance of the structural vibration. To obtain enough damping for reducing the vibration, the appropriate parameters of the dampers should be calibrated. However, the calibration process of the passive dampers had a shortage in the theoretical analysis. Herein, a model describing the relationship between the damper’s parameters and the structure’s modes was established. On the basis of the model, the working disciplines of the two kinds of dampers were demonstrated. The results showed thatthe damper’s location significantly affected the mass, the frequency and the damping of the dampers when a same goal of modal damping was achieved. IRD performed effectively close to the root of the cantilevered beam while TMD worked well at the tip of the beam. In the calibration process, it contributed to more precise results if the non-resonant modes were taken into account. The calibration method is probably beneficial when the parameters of the dampers were needed to tune the vibration of the flexible structures.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】5页(P334-338)【关键词】振动与波;惰性阻尼器;模态分析;悬臂梁【作者】陆红亚;辛振芳;韩书永【作者单位】北京机械设备研究所,北京 100854;北京机械设备研究所,北京100854;北京机械设备研究所,北京 100854【正文语种】中文【中图分类】O328;TB123;TH703.62被动减振阻尼器具有结构简单、经济性好和维护方便的特点，能低成本地提供阻尼力，从而耗散结构振动的能量。
TMD减振原理与设计方法
调频质量阻尼器减振原理及设计方法一、减振原理及TMD构造一、减振原理应用范围：桥梁（主梁、塔）、高层建筑、高耸结构、输电线（防振锤）调频质量阻尼器系统由固体质量、弹簧和阻尼元件组成，它将阻尼器系统自身的振动频率调整到结构振动的主要频率附近，通过TMD与主结构间的相互作用，可实现能量从主结构向调频质量阻尼器系统的转移，达到减小主结构振动的目的。
模态质量、模态刚度和频率一、基本构造－竖向TMD1、阻尼单元-提供TMD系统必要的阻尼2、质量导向系统-保证质量块沿设计的方向运动3、质量块-提供TMD系统的质量4、弹簧系统-提供TMD系统必要的刚度5、支座系统-将TMD与主结构相连低频结构的静伸长问题一、基本构造－水平TMD1、阻尼单元-提供TMD系统必要的阻尼2、质量导向系统-保证质量块沿设计的方向运动3、质量块-提供TMD系统的质量4、弹簧系统-提供TMD系统必要的刚度5、支座系统-将TMD与主结构相连一、基本构造－水平摆式TMD 复摆单摆L m d θt t=0u d u L g d /=ωu L m d u+u l u+u l +u d L g d 2/=ω!!25,1.0m L Hz f d ==mL Hz f d 5.12,1.0==一、TMD的基本形式一、TMD组成部分质量块——质量块。
调频质量阻尼器中使用的质量块可以是混凝土块、装铅的钢箱等，质量可达数百吨。
质量块的大小由质量比μ确定，一般选取0.01<μ<0.05。
阻尼器——阻尼一般由油阻尼器、黏滞阻尼器或黏弹性阻尼器提供；在使用黏弹性阻尼器时，应尽量避免阻尼器的刚度显著改变调频质量系统的振动频率。
目前另外一种应用较多的阻尼实现方式是电涡流阻尼，电涡流阻尼器由永磁体和导电板组成电涡流阻尼原理导体以速度V通过磁场而引起的电涡流，F=CV理想黏滞阻尼一、TMD组成部分弹簧——功能是提供恢复力维持质量块振动，钢丝螺旋弹簧，单摆和弹性悬臂梁都可以作为TMD的弹簧。
主动式和被动式阻尼减振技术_概述及解释说明
主动式和被动式阻尼减振技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述阻尼减振技术是一种在结构体系中应用的重要技术，旨在减轻由于地震、风力或其他外部激励引起的结构振动。
主动式和被动式阻尼减振技术是两种常见的方法，它们在原理及应用领域上有所不同。
1.2 文章结构本文将从两个方面对主动式和被动式阻尼减振技术进行综述和解释说明。
首先，我们将介绍主动式阻尼减振技术的原理及其作用，并探讨其应用领域以及优缺点。
然后，我们将详细阐述被动式阻尼减振技术的原理、作用以及其在各个领域的应用情况。
最后，我们将对主动式与被动式阻尼减振技术进行比较，包括工作原理对比、效果对比和应用场景对比。
通过这样全面深入地了解这两种技术，可以更好地选择适合特定情况下使用的方法。
1.3 目的本文旨在为读者提供关于主动式和被动式阻尼减振技术的全面概述，并对其原理、应用领域和优缺点进行详细解释。
通过对这两种技术的比较分析，读者可以了解它们各自的特点和适用情况，以便在实际工程中做出明智的选择。
同时，本文还将探讨未来阻尼减振技术研究的发展方向，展望其在结构工程领域的前景。
希望通过本文能够促进相关领域的学术交流与研究进展。
2. 主动式阻尼减振技术：2.1 原理及作用：主动式阻尼减振技术是一种基于主动控制的结构减振技术，其原理是通过感知结构的运动响应并实时调节阻尼系数来抑制结构产生的振动。
这种技术通常涉及使用传感器来监测结构的振动，并采用控制器和执行器实时调整阻尼力的大小。
主要作用在于提供实时控制反馈机制，使得结构能够根据外界环境变化与激励输入进行自适应调节，从而实现更好的减振效果。
通过主动控制可以对结构产生的振动进行精确调节，适应不同频率范围内的激励。
2.2 应用领域：主动式阻尼减震技术已经广泛应用于各个领域，包括建筑物、桥梁、风力发电机组等工程结构以及航空航天和汽车行业中。
在高层建筑中，通过在楼层或结构节点处安装主动控制设备，可以显著降低地震、风载和其他外部激励对结构的振动影响。
建筑结构减震隔震设计方案PPT教案
；
③隔震墙下隔震支座的间距不宜大于2.0m； ④外露的预埋件应有可靠的防锈措施。预埋件的锚固钢筋应与钢板 牢固连接，锚固钢筋的锚固长度宜大于20倍锚固钢筋直径，且不应 小于250mm等。
由于目前的橡胶隔震支座对竖向地震几乎没有减震效果，因此 ，须在隔震建筑设计时考虑这一因素。主要是在隔震层以上结构和 隔震层设计中考虑这一因素。
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8.2.4 隔震结构构造要求
(1) 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼；穿过隔震 层的设备配管、配线，应采用柔性连接或其他有效措施适应隔 震层的罕遇地震水平位移。
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8.4背景知识 工程结构减震控制包括隔震、消能减震和各种被动控制、主动
控制、混合控制等内容。传统的抗震结构体系是通过“加强结构” 的途径来提高结构的抗震能力，但结构减震控制体系则是通过调整 结构动力特性的途径，大大减小了结构在地震（或强风）中的振动 反应，从而保护结构以及结构内部的设备、仪器、网络和装饰物等 不受任何损害。这是一种采用新概念、新机理的新结构体系、新理 论和新技术方法。在很多情况下，它更加安全和经济，它为工程结 构的地震防护、减振抗风提供了一条崭新的途径，日益引起国内外 学术界、工程界的兴趣和重视。目前，这个新领域仍处于不断发展 和完善的阶段，随着技术的成熟和现代化社会的发展，工程结构减 震控制技术将会越来越广泛地被应用，将取得显著的社会效益和经 济效益。
U型软钢板
滚珠或滚轴
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8.2.3 基础隔震结构设计
工程结构的阻尼和隔振设计
未来研究方向探讨
智能化阻尼和隔振技术
随着人工智能和大数据技术的发展，未来可研究如何将智能算法应用 于阻尼和隔振设计中，实现自适应调节和优化控制。
新型阻尼材料和隔振技术
02 03
隔震支座
隔震支座是一种特殊的阻尼装置，用于隔离地震波向上部结构的传播。 它允许建筑物在地震时相对于地面发生水平位移，从而减小地震力对上 部结构的影响。
耗能支撑
耗能支撑是一种具有滞回特性的支撑构件，能够在地震中通过塑性变形 消耗能量，减轻主体结构的损伤。
桥梁结构中的隔振设计
隔震沟
在桥梁结构中，隔震沟被用于隔离地震波向桥墩的传播。通过在桥墩周围设置隔震沟，可 以减小地震力对桥墩的作用，保护桥梁免受地震破坏。
阻尼材料
用于吸收和消耗振动能量，减少振动的幅度和持续时 间。常用的阻尼材料有橡胶、沥青等。
辅助结构
用于固定隔振元件和阻尼材料，保证整个隔振系统的 稳定性和可靠性。
隔振效果评价指标
传递率
表示隔振系统对振动传递的阻隔 程度，通常以分贝（dB）为单位 进行衡量。传递率越低，隔振效 果越好。
固有频率
指隔振系统自身固有的振动频率 。当外界振动频率接近固有频率 时，隔振系统容易发生共振，导 致隔振效果降低。
粘弹性阻尼材料
兼具粘性和弹性，能耗散振动能量，适用于各 种复杂结构的阻尼设计。
复合阻尼材料
通过不同材料的组合，实现宽频带、高效能的阻尼效果，满足特殊工程需求。
智能控制技术在隔振系统中应用
主动隔振技术
采用作动器对结构施加反向振动，抵消外部激励 引起的振动，实现高精度隔振。