基于TMD的斜拉索多模态振动控制研究-结构工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TU311.3 U.D.C: 624 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON MULTI-MODE VIBRATION CONTROL OF THE STAYED-CABLES WITH TMDS Candidate： Zhang Yin Supervisor： Prof. Li Hui Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Structural of Engineering Affiliation： School of Civil Engineering Date of Defence： July, 2012 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 摘 要 随着世界 交通工程 的快速发 展，斜拉 桥已经成 为在中、 大跨度桥 梁最具竞 争力的桥 型之一， 而如何有 效地控制 拉索的振 动已经成 为大 跨度斜拉 桥亟待解 决的关键 问题之一 。在斜拉 索和桥面 之间设置 机械 阻尼器的 方法已被 广泛用于 抑制拉索 的大幅振 动，但实 践表明受 阻尼 器安装位 置的影响 ，一般机 械阻尼器 的减振效 率远未达 到理论的 最大 值；同时 ，斜拉索 在外部荷 载激励下 通常可能 发生多模 态的振动 ，而 目前斜拉 索振动控 制的被动 阻尼器是 按单一振 型最优控 制理论进 行设 计和设置 的，从而 会大大降 低了斜拉 索振动控 制的效果 。但安装 位置 不受 局限的 TM D 阻尼 器（调谐 质量阻尼 器）却能 很好地克 服一般 机 械阻 尼器的上 述缺点。 本文对基 于 T MD 阻 尼器的 斜拉索多 模态振 动 控制 进行了研 究，主要 内容有： （ 1 ） 通过在 斜拉索上 设置多个 或智能 TM D 阻尼 器控制斜 拉索多 模态 振动的理 论和数值 分析，研 究了 TM D 阻尼 器各参数 对斜拉 索振 动控 制效果的 影响规律 、TM D 阻尼器参数 优化方法 的有效性 、在斜 拉 索上 设置多个 或智能 TM D 阻尼 器对斜拉 索多模态 振动的控 制效果 、 TM D 阻尼器 的行程要 求等。 （ 2 ） 通过 S i mul i nk 数值仿真 模拟，建 立了张紧 索 - 线性 TM D 系 统计 算模型， 研究了在 斜拉索上 设置单、 多个线 性 TM D 阻 尼器对 索 发生 单、多模 态振动的 控制效果 ；建立了 张紧索 - 非线性 TM D 阻 尼器 系统 计算模型 ，研究了 指数型非 线性 TM D 阻尼器 、渐硬弹 簧刚度 TM D 阻尼 器对拉索 振动的控 制效果， 并得出了 相关结论 。 关 键词 ：斜拉 索； TM D 阻尼器 ； 振动控 制；多模 态 Abstract Wi t h t he r a pi d de vel opme nt of t he w orl ds t r a ffi c e ngi nee ri ng, ca b le - st a y e d br i d ge h as beco me one of t he mos t c ompe t it i ve bri dge t ype in t he me di u m a nd l a rge- s pan br i dge , a nd how t o c ontr ol c a bl e vi bra ti on effecti v el y h as b eco me one o f the ke y issues t ha t l arg e sp an cab le - st ay ed br i dge t o be s olve d. S et ti n g mech ani cal d amp er i n cab le - st a ye d a nd dec k has bee n w i de l y us e d t o s uppr e s s t he la rge a mplit ude vi bra ti on of the ca ble , but pr ac t i c e s how s t ha t a ffect ed by t he i nst al l at ion loc at i on, t he effi cien cy o f t h e g en er al mec h ani cal d amp er is fa