摘要：为进一步研究增强型颗粒惯容装置(enhanced particle inerter device,EPID)的工作机理和减震性能,设计并开展五层钢框架结构附加EPID的大型振动台试验,研究在El Centro波、Northridge波和1条人工波激励下有控和无控多自由度结构的动力响应,验证EPID对多自由度结构的减震效果,揭示EPID的减震机理。通过分析振动台试验数据发现:在3条地震波(地震动峰值加速度为0.1g)激励下,附加EPID均可以有效抑制多自由度主体结构的震动,尤其是对均方根动力响应的控制,即均方根减震率在26.99%以上;相较于颗粒调谐质量阻尼器(particle tuned mass damper,PTMD),附加EPID对主体结构各层动力响应具有更好的减震控制效果,即主结构峰值、均方根响应的减小幅度提升超过10%;附加EPID能够显著降低阻尼器运动行程,相对位移峰值降低了38.86%,有利于主体结构的空间设计;此外,附加EPID能够有效提升阻尼器耗能效率,降低主体结构在地震激励下的损伤。

摘要：为了高效提升建筑结构抗震性能,提高传统被动控制装置的减震效率,提出一种半主动碰撞耗能技术。该技术利用耗能装置的质量块与挡板的碰撞实现主体结构与耗能装置的动量交换,根据半主动控制策略提供控制力,外部能源需求小,且对外激励和结构特性不敏感。基于考虑时滞效应的半主动碰撞控制策略,通过搭建实时监测反馈系统,完成了半主动碰撞耗能装置的设计与制作,并通过五层钢框架振动台试验与数值模拟研究揭示其减震机理。试验与模拟结果表明:该装置可按照设计的半主动碰撞控制策略工作;对比传统的被动碰撞耗能技术,半主动碰撞耗能技术具有更优越的减震性能,可有效拓宽减震频带。

摘要：通过开展附加颗粒调谐质量阻尼器(particle tuned mass damper,PTMD)风力发电机结构模型的自由振动试验和振动台试验,研究PTMD自身参数对其减振性能的影响规律,检验PTMD用于降低风力发电机结构不利振动的合理性与有效性,揭示随机激励下耦合系统的工作机理。借助自由振动试验研究了设计参数对PTMD减振性能的影响规律,初步确定了系统的参数配置。同时,通过地震波激励工况、风荷载激励工况和风-地震耦合荷载激励工况对风力发电机结构使用PTMD进行振动控制的合理性与有效性进行了检验,进一步揭示随机激励下耦合系统的减振机理。试验结果表明:颗粒-腔体质量比和频率比参数分别取值0.27和0.97时PTMD表现出较好的减振性能;3种随机激励下PTMD能够有效抑制风力发电机结构的动力响应,其中,El Centro波作用下,PTMD对结构顶部加速度和位移峰值响应的控制效果分别为5.52%和7.73%,而对均方根响应的控制效果则高达33.3%和32.08%。由此可见,PTMD对均方根响应的控制效果优于峰值响应。对比传统调谐质量阻尼器(TMD)结果可知,经合理设计的PTMD具有更佳的减振效果,且PTMD的工作冲程更小,效率高达20%以上,因此更适用于具有空间局限性的风力发电机结构。此外,叶片转动产生的空气阻力对风力发电机结构响应起到抑制作用,在一定程度上间接地削弱了PTMD的减振性能。

摘要：为有效提升传统阻尼器的减震性能,文中提出一种双调谐颗粒惯容系统(particle inerter system,PIS)进一步发挥惯容系统的质量放大效应和阻尼放大效应提高阻尼器的减震控制性能,并实现轻质化减震控制。首先基于简谐激励分析了典型惯容系统C2的动力响应特性,并选取惯容系统C2与颗粒调谐质量阻尼器耦合共同实现震动控制效果;然后选用3条地震波作为外界激励,对附加PIS的单自由度结构进行数值仿真分析,将其与附加颗粒调谐质量阻尼器的结构性能作对比,发现双调谐颗粒惯容系统具有较好的减震控制效果,尤其是对均方根响应的控制。同时,以输入El Centro波为例,双调谐颗粒惯容系统能够减小阻尼器运行行程并实现轻质化设计,具有一定的实际工程应用价值。

摘要：为提高颗粒阻尼器对高层结构多模态控制性能,将颗粒阻尼技术与多重调谐质量阻尼器(MTMD)结合,提出了多重调谐冲击阻尼器(MTID),基于一个20层非线性Benchmark结构验证了多目标优化设计的MTID相对于单个调谐冲击阻尼器(STMD)的减震优越性,并研究了采用不同布置准则的分布式MTID的减震性能。结果表明:优化设计的MTID在减小主体结构的动力响应、非线性变形和塑性损伤等方面均具有更优异的控制性能;基于主体结构的模态特性确定MTID系统中TID的安装位置非常有效,将各个TID均安装于振型幅值最大的楼层可获得最优的振动控制性能。

摘要：长期以来我国建筑隔震设计采用分部设计法,将隔震系统和上部结构分开设计,极大简化了设计流程,且具有合理性。但是分部设计法无法精确地得到上部结构的地震作用大小及沿楼层分布,因此国内外学者提出采用整体设计法进行建筑隔震设计。采用整体设计法,地震作用考虑较为精确,但由于反复迭代而增大了设计工作量。为兼顾建筑结构隔震设计方法的精确性,推动隔震结构整体设计方法的应用,提出采用基于位移-速度-加速度三联反应谱的隔震结构整体设计法,对比既有整体设计法与基于三联反应谱整体设计法的流程。结果表明,三联反应谱法能较大程度地减少迭代过程,且适用于设计过程中对于减震效果进行控制的要求。针对某高烈度抗震设防区高层隔震结构,采用三联反应谱法对隔震层进行了设计和校核,将非线性时程分析得到的隔震结构响应与采用三联反应谱法的计算结果进行了对比,验证了所提出设计方法的有效性。

摘要：绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析,并根据JB4732—1995进行强度校核。计算结果显示,换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响;实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大,超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度;通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm,解决了局部薄膜应力过大的问题。

摘要：将谐波叠加法与自回归法相结合,构建了新型风时程混合模拟方法,数值模拟三维风速时程,并转为风荷载时程;针对典型塔式起重机塔式结构,建立参数化力学模型.基于Newmark-β方法进行结构风致动力响应分析.基于结构关键点的应力-时间历程并引入S-N曲线法,分析塔架结构的疲劳损伤效应.研究发现,塔架结构节点的风致位移响应、速度响应和加速度响应均较稳定且风致位移响应具有周期性特征,塔臂两端部和塔顶的风致位移和疲劳损伤较大.研究成果可为此类塔架结构的抗风设计提供技术支撑.

摘要：根据玻璃及胶层材料的物理特性,将塑性绞线理论引入到三阶段模型中,提出了一种计算夹胶玻璃后破坏强度的方法,并运用该方法研究了不同设计参数对夹胶玻璃后破坏强度大小的影响.结果表明:夹胶玻璃板后破坏强度随着玻璃的胶材厚度增加而增加,随着玻璃板长度的增加而减小;框支式夹胶玻璃板比点支式夹胶玻璃板具有更高的后破坏强度.

摘要：动力学模型辨识是机器人控制设计的基础,是水下机器人研究的核心内容之一。以Falcon水下机器人的动力学模型为研究对象,在模型适当简化的基础上,提出基于小波级数模型的水下机器人动力学在线辨识方法,选取DOG(Derivative of Gaussian)小波作为小波函数,对Falcon水下机器人纵向自由度动力学模型进行自适应辨识。针对水下机器人动力学模型的时变特性,研究负载特性变化情况下的系统辨识,得出了基于DOG小波级数模型的水下机器人动力学在线算法更加有效。