 调谐质量阻尼减震器减震效果影响因素分析
调谐减震器理论研究
调谐阻尼减震器的设计思想可以从两个方面来考虑：
1)在中小震作用下，结构处于弹性阶段，调谐减震器系统的设计目标除了减小地震作用以外，主要是避免因传统抗震而增加结构构件的断面，从而极大地降低工程造价。
2)在大震作用下，结构一般处于弹塑性状态，位移较大，调谐减震器系统的设计目标就是利用质量块与基本结构的相对运动减小结构的位移，有效地保护结构不受损伤或破坏。
通过研究调谐质量ZTE阻尼弹簧减震器系统参数对高耸结构地震控制的影响，得出影响其减震效率的主要因素为：结构的阻尼比、调谐质量阻尼减震器的阻尼比、调谐质量阻尼减震器系统与结构的频率比、调谐质量阻尼减震器系统与主结构的质量比等，并且给出了这些参数与调谐质量阻尼减震器系统减震效率之间的关系曲线。许多学者对调谐质量阻尼减震器系统的动力特性作了深入研究，并得出一些相似的结论：
1)调谐质量阻尼减震器系统与主结构质量比对减震控制的影响。
研究结果表明，当子结构与主结构质量比在0.3~0.7时控制效果最佳，当>0.7时效果就不明显了。对第一振型控制下的子结构质量对减震效果影响的数值模拟结果表明，装设调谐质量阻尼减震器对结构的顶层位移有减小作用，且随子结构质量的增大，结构反应降低幅度也随之增大。
2)阻尼比对减震控制的影响。
经计算分析表明，调谐体系子结构的阻尼越大，其地震反应一般会减小，而基本结构的反应一般会增大些，当基本结构的阻尼增大时，地震反应会减小。分析表明，阻尼比越大减震效果越明显，说明增加阻尼比是控制地震反应的一个有效手段。
3)频率比对减震控制的影响。
对调谐质量阻尼减震器的减震分析表明，当调谐质量阻尼减震器的自振频率与主体结构的基频相等或相近时，减震效果最好。当等效频率比在0.9~1即子结构与主结构的频率相近时，减震控制将取得最佳效果。实际上要考虑附加的质量块会使主体结构频率略有降低，所以频率比可以略小于1.0。
综上所述减震结构控制效果的影响因素都存在一个参数优化问题。对调谐质量阻尼弹簧减震器用于结构减震控制中参数优化问题做了研究，主要内容包括调谐质量阻尼减震器的设置位置、频率、阻尼等参数以及调谐质量阻尼减震器对与其非调谐的结构振型地震反应的作用进行了分析，导出了最优参数的计算式为调谐质量阻尼减震器在结构抗震方面的设计提供了理论依据。提出了调谐质量阻尼减震器参数有效域的概念，利用参数有效域而不是某一个目标函数进行调谐质量阻尼减震器系统设计，从而有效提高了调谐质量阻尼减震器可靠性，进一步促进了调谐质量阻尼减震器减振技术的推广使用。
泊头市格瑞斯机械设备有限公司(http://www.hbbtgrs.com)质量控制中心及水流动力实验室，管道弹簧减震器、橡胶阻尼减震器、吊架橡胶减震器、阻尼弹簧减震器、建立了科学的质量保证体系及完善的售前、售中、售后服务体系。 |
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