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磁流变阻尼器对斜拉索振动控制的理论与试验研究

斜拉索是斜拉桥的关键部位和主要承载部件。索的大柔度、小质量和小阻尼等特点,极易在风、风雨、地震及交通等荷载作用下发生振动。拉索长时间的大幅振动对结构耐久性的影响已成为斜拉桥发展和运营中的严峻课题。具有良好的智能特性的磁流变阻尼器为拉索减振提供了条件,开辟了新的拉索减振技术研究领域。本文将采用MR阻尼器对斜拉索振动控制进行试验和理论研究,系统深入地分析MR阻尼器对拉索的减振效果。本文运用美国TA仪器公司生产的ARES-RFS磁流变液仪测试了由武汉理工大学材料学院提供的磁流变液的剪切应力与外加磁场强度的关系;分析其磁流变液的组成,磁流变效应的机理、本构关系。为设计阻尼器做好了充分的材料准备。同时根据磁流变阻尼器的力学模型和工作模式,以及阻尼通道、材料的选用、励磁线圈的缠绕方式等结构设计原则,设计出简易的磁流变阻尼器供本文试验运用,并简化其模型计算出阻尼器的磁通量的大小。MR阻尼器的参数可随施加不同的电压来改变,具有出力大、响应快、能  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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磁流变阻尼器对斜拉桥拉索振动控制的理论与试验研究

大跨度斜拉桥拉索由于质量轻、阻尼小、柔性大,极易在风、风雨和桥面振动等外部激励下产生大幅振动,拉索的大幅振动对拉索的使用寿命和桥梁安全运营构成极大威胁,它已成为大跨度斜拉桥急需解决的关键问题之一。磁流变阻尼器具有阻尼力大小可调、响应快、性能稳定等优点而受到广泛关注。本文采用磁流变阻尼器对拉索的振动控制进行了理论和试验研究,系统深入地研究了磁流变阻尼器的力学性能及磁流变阻尼器对拉索振动的控制效果。具体的研究内容和取得的成果包括:1.在阻尼力实测的结果上提出了磁流变阻尼器的非线性参数模型,非线性参数模型能够较好地模拟永磁调节式磁流变阻尼器与RD-1005型磁流变阻尼器的力学性能。提出了递推法计算非线性参数模型的数值计算方法,该方法能在时间步长为10-3s时模拟出磁流变阻尼器的阻尼力时程。建立了动态调节适应度和多层次压缩搜索区间的遗传算法——层次压缩遗传算法。该方法既能克服传统遗传算法的早熟和停滞现象,又能加速收敛速度,该算法在非线性...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

磁流变阻尼器对斜拉索振动控制的研究

本文采用MR阻尼器对斜拉索振动的控制进行了试验和理论研究,系统深入地分析了MR阻尼器对斜拉索的减振效果。本文以钱江三桥南岸154m长的斜拉索为试验对象,通过施加阶跃荷载的方法获得斜拉索在MR阻尼器施加不同电压情况下前三阶振动的自由衰减信号。采集到的信号采用小波分解进行滤波,并经Hilbert变换识别出系统的等效阻尼比。试验结果表明MR阻尼器作为被动控制器件时存在最优电压;制振效果明显优于试验中的油阻尼器,控制的频域范围比油阻尼器更宽广;当供电失效时系统仍有较大的等效阻尼比,可以满足对索减振的要求;索的各阶共振峰频率在安装MR阻尼器后发生稍许增大,其影响程度比安装油阻尼器时明显。在Hamilton原理基础上应用Galerkin法,改进形函数的选取,建立了斜拉索振动控制的数学模型。对试验索和MR阻尼器组成的系统进行了数值振动计算,由此验证了试验结果。在Spencer现象模型的基础上研究了MR阻尼器的最优参数(型号、安装位置、施加的电...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

斜拉桥拉索振动控制新技术研究

大跨度斜拉桥拉索具有较小的质量和极低的阻尼,在风、风雨及桥面振动等外部激励下极易发生振动,如涡激共振、尾流驰振、参数共振和风雨振等,拉索的大幅振动对拉索的使用寿命和桥梁安全运营构成极大威胁,它已成为大跨度斜拉桥急需解决的关键问题之一。因此,研究拉索振动的机理及其振动控制措施对于斜拉桥的建设和维护具有重要意义。研究证明,控制拉索振动最直接和最有效的方法是增加拉索的阻尼。目前增加拉索阻尼的常用办法是在拉索和桥面间安装被动阻尼器,如油阻尼器。虽然该类阻尼器已成功应用于世界上许多桥梁,但也表现出明显的缺点,难以达到最佳的减振效果,其优化设计理论也需要加以改进和完善。近年来,一种由高科技亚纳米材料—磁流变体制成的磁流变智能阻尼器(Magneto-Rheological (MR) Damper)问世并用于实际工程减振,该阻尼器的阻尼特性随输入电压的变化而改变,具有良好的可变阻尼特征,可实现半主动控制。引入磁流变阻尼器,开展斜拉桥拉索振动控制...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东交通大学
华东交通大学

斜拉桥拉索的振动控制研究及仿真分析

斜拉索是斜拉桥的主要的支撑体系,是斜拉桥的重要组成部分。超长的斜拉索极易在风、雨、交通等荷载的激励下产生大幅的振动,严重危害了斜拉桥的安全运营及其使用寿命,并且制约了大跨度斜拉桥的发展。本文对斜拉桥拉索的振动及控制进行了广泛的研究,系统深入地分析了斜拉索的主动、被动控制及MR阻尼器半主动控制的减振控制效果。本文系统的介绍了斜拉桥的发展历程及由于斜拉索的大幅振动造成的严重危害,对斜拉索的振动类型、研究现状及其振动控制措施(空气动力学措施、构造措施和阻尼器措施)进行了综述。重点分析了阻尼器措施,并将常用的几种阻尼器进行了综合对比。综合考虑了拉索的垂度、抗弯刚度的影响,推导了拉索-粘弹性阻尼器系统的线性自由振动偏微分方程,并结合分离变量法和中心差分法得到了广义特征根方程,推导了振动方程的刚度、质量、阻尼矩阵,并通过状态空间法对系统的复特征根值进行了求解,并得出了阻尼器设计通用曲线及曲线中对应的拉索最大阻尼比及最优阻尼器系数。对阻尼器设...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆交通大学
重庆交通大学

斜拉桥拉索抗振应用技术研究

斜拉索振动控制就是采取某种措施改变拉索的结构特点、形式或动力特性来阻止拉索有害振动的发生。本论文首先介绍了有关国内近些年发生的多起斜拉索振动事件及这些事件造成的危害;然后探讨了斜拉索振动的危害性与斜拉索振动控制的重要性;同时也回顾了斜拉索减振技术的现状,展望了斜拉索减振技术的发展前景和阐述了斜拉索减振应用技术的研究意义。本论文还详细的阐明了斜拉索振动的类型及各种斜拉索振动类型的机理、特点和发生条件。针对这些风致振动,研究了目前斜拉索振动控制应用技术所采用的各种措施,包括对拉索表面进行处理的气动减振措施,应用辅助索的减振措施和设置外置式机械阻尼器的减振措施。这三种减振措施各具有优缺点,各有其使用范围,但是总的说来附加阻尼器的方法相对比较经济、简便、有效的做法,因而得到了广泛的应用。本论文结合了江津观音岩长江大桥斜拉索的减振要求进行了磁流变阻尼器加缠绕螺旋线措施的减振控制研究。首先通过了对斜拉索气动措施减振的理论分析和斜拉索气动措施...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>