摩擦型阻尼器的斜拉索减振试验研究_周海俊

襄阳汉江三桥斜拉索振动控制研究為了解决襄阳汉江三桥的斜拉索振动问题，采取理论分析和试验研究的方法进行研究。

分析斜拉索可能产生的振动类型，对比常见的抑制斜拉索振动措施的优缺点，优选出摆式杠杆质量阻尼器（PLMD）作为阻尼减振方案；通过阻尼器优化理论，对PLMD阻尼器的安裝位置、阻尼系数等参数进行优化；通过现场实测，验证阻尼器的实际减振效果。

结果表明：安装PLMD阻尼器后，抽样检查的斜拉索的阻尼对数衰减率均达到了4%以上，具有良好的减振效果。

标签：斜拉索；振动控制；PLMD阻尼器doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.33.1901 引言斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，承担着将主梁荷载传递给桥塔的重要作用，由于斜拉索一般采用平行钢丝斜拉索，其初始阻比的对手衰减率值仅为8‰～9‰，且由于其长细比大，在外界风、风-雨和交通荷载作用下，容易发生大幅振动问题。

而斜拉索的振动会导致斜拉索产生疲劳损伤积累，长期积累会形成斜拉索的安全隐患。

因此，需要对斜拉索的振动进行有效的控制。

2 项目概况襄阳汉江三桥主桥为主跨310m的预应力混凝土双塔双索面斜拉桥，其斜拉索按扇形布置，斜拉索采用平行钢丝斜拉索，钢丝采用为抗拉强度1770MPa的7mm高强度、低松弛镀锌钢丝，型号分别为PESC7-199、PESC7-241、PESC7-283、PESC7-313等型号，最长拉索为173m，斜拉索共计26×2×4=208根，斜拉索在主梁端锚固采用钢锚箱形式，锚点位于桥面以下，最大索力为7190kN。

一般斜拉桥在施工和运营阶段斜拉索可能发生的振动类型有：风致涡激振动、风雨振、参数振动，其振动特征及抑振措施分析如下：（1）风致涡激振动是一种限幅振动，由来流风通过斜拉索断面产生的周期性漩涡脱落引起，当漩涡脱落频率接近斜拉索的某阶振动频率时，就会发生振动。

在实际的斜拉索工程中，发生涡激振动的阶次在不同时间是不同的，甚至在同一时间不同高度时也会不同，因此其受控模态为多模态。

摩擦阻尼器耗能减震的研究综述吴忠坤发布时间：2021-08-10T06:57:40.840Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：吴忠坤[导读] 地震灾害具有突发性和不可预测性，对结构进行抗震设计是有效的防震措施。

在实际工程中，利用附加阻尼器对结构进行被动控制成为工程中常用的减震方法广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要：地震灾害具有突发性和不可预测性，对结构进行抗震设计是有效的防震措施。

在实际工程中，利用附加阻尼器对结构进行被动控制成为工程中常用的减震方法，该方法由于其经济有效而被越来越多的工程结构所采用。

其中，摩擦阻尼器由于其构造简单、价格低廉、耗能能力强，具有良好的发展前景。

本文从传统抗震方法和现代抗震理念对比分析了阻尼器在耗能减震中的优势，及摩擦阻尼器的种类、构造和减震原理。

关键词：抗震加固；消能减震；摩擦阻尼器一、引言地震是目前人类尚难以完全抗御的主要灾害之一，对人类的生命和社会财富造成了巨大的危害。

因此，对结构进行抗震设计尤为重要。

传统的抗震设计方法依靠构件的弹塑性变形来吸收地震能量，本质上就是把结构本身作为效能部件。

一方面这样不可避免地会对结构自身造成一定的损伤，甚至倒塌；另一方面随着建筑技术的发展，人们对于建筑的要求也越来越高，传统的抗震设计方法已无法满足现有的抗震理念。

合理有效的现代抗震措施是采取结构振动控制技术，即在结构上安装耗能装置，由结构和耗能装置共同耗能来抵御地震作用[1]。

而摩擦阻尼器作为一种耗能装置，其具有强大的能耗能力，负载的大小和频率对其功能影响不大，并且结构简单，材料选择简单，成本低廉，具有良好的应用前景。

特别地，在控制结构的近断层地震响应以及中高层结构的地震响应等方面都具有优势。

二、耗能减震的必要性近年来，随着建筑业发展的突飞猛进，建筑结构愈来愈朝着大跨度的方向发展，结构复杂化、多元化，也使得传统的消能减震方式变得难以满足结构的抗风抗震需求。

对于结构体系复杂，例如多层超高层结构，更加是一种挑战。

重庆交通大学硕士毕业论文第四章主梁一拉索一阻尼器耦合振动对索力影响４．１本章思路本章主要是分析主梁．拉索．阻尼器耦合振动对拉索面内振动频率的影响，文中首先介绍了主梁．拉索．阻尼器耦合振动的研究发展状况，对本文研究的具体拉索，通过有限元分析软件建立单根拉索的主梁．拉索．阻尼器模型并进行瞬态分析，引入索力测试时拉索与阻尼器端部实际存在的外界环境激励，分析该种激励对基于频率法测试拉索索力的影响。

第二、通过对拉索模型瞬态分析采集数据的对比，说明外置阻尼器对拉索的明显减振作用。

第三、在拉索阻尼器附近布置多个信号采集点，对比拉索频率的识别效果，为现场索力测试拾振器安放位置进行优化选择提供参考。

第四、讨论了安装阻尼器前后，拉索频率的变化。

最后以厦漳跨海大桥的２根斜拉索为例，分别讨论了拉索垂度、外置减振阻尼器的刚度和阻尼系数、主梁．拉索．阻尼器耦合振动３个因素对拉索索力测试的影响程度，并给出相应的修正方法。

４．２主梁一拉索一阻尼器耦合振动介绍随着有限元计算方法的不断发展，以前很复杂的耦合振动问题，已成为现在一个很热的研究领域，包括公路工程中考虑汽车．桥面耦合振动分析，来研究桥梁本身的动力性能和改善桥面状况来提高乘车的舒适性。

随着高铁行业的快速发展，轨道交通领域的铁轨．车辆的耦合振动研究也取得了丰富的成果。

国内在桥面．拉索．阻尼器耦合振动的研究很多，但是大多集中在理论研究，以及对这种系统的简化处理。

桥面．拉索．阻尼器耦合振动对基于频率法测试索力影响的研究较少，没有结合相关的实例进行数值分析。

本章主要以安装外置阻尼器减振设备的长短斜拉索为对象，初步讨论桥面振动对拉索索力测量的影响，通过建立有限元分析模型，在模型中施加白噪声激励来模拟现场的环境激励，分以下几种情况下讨论：（１）、不考虑桥面对拉索端部的外界时程激励；（２）、只考虑桥面对拉索端部的外界时程激励；（３）、只考虑桥面对阻尼器安装端部的外界时程激励；（４）、同时考虑桥面对拉索端部和阻尼器安装端部的外界时程激励。

一种磁致负刚度阻尼器斜拉索减振装置及设计方法
一种磁致负刚度阻尼器斜拉索减振装置及设计方法，包括斜拉索、锚具、磁致负刚度阻尼器，所述磁致负刚度阻尼器包括阻尼器主体、线圈、磁铁和弹簧，所述阻尼器主体为筒形结构，所述线圈套设在阻尼器主体上，所述磁铁设置在阻尼器主体内部，所述弹簧设置在阻尼器主体内部，所述弹簧一端与阻尼器主体固定连接，另一端与磁铁固定连接。

所述设计方法包括以下步骤：
1）根据斜拉索的参数和减振要求，确定磁致负刚度阻尼器的规格和性能参数；
2）根据确定的规格和性能参数，设计阻尼器的结构，包括阻尼器主体的结构、线圈的结构、磁铁的结构和弹簧的结构；
3）根据设计好的结构，制作阻尼器的各个部件；
4）将各个部件组装在一起，形成完整的磁致负刚度阻尼器；
5）将磁致负刚度阻尼器安装到斜拉索上，完成减振装置的安装。

本发明的磁致负刚度阻尼器斜拉索减振装置及设计方法，具有减振效果好、结构简单、安装方便等优点。

直升机摩擦式减摆器阻尼特性分析孙为民;张梅【摘要】详细推导了摩擦式减摆器的摩擦阻尼力矩和实际当量阻尼公式,分析了其阻尼特性.一方面,摩擦式减摆器的摩擦阻尼力矩跟速度无关,在结构尺寸及摩擦系数确定的情况下,只跟载荷相关.另一方面,摩擦式减摆器的实际当量阻尼随着载荷的增大而增大,随着摆振频率的增大而减小,随着摩擦系数的增大而增大.这种摩擦式减摆器安装在一种支柱式起落架上,其提供的实际当量阻尼在小载荷的情况下小于临界当量阻尼,滑跑速度大于6m/s时起落架有摆振的风险.在大载荷的情况下实际当量阻尼大于临界当量阻尼,起落架不会摆振.【期刊名称】《直升机技术》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】5页(P25-28,33)【关键词】实际阻尼;临界阻尼;摆振;支柱式起落架【作者】孙为民;张梅【作者单位】中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001【正文语种】中文【中图分类】V214.1+30 引言不管是固定翼飞机还是直升机，在起飞滑跑的时候，前起落架、主起落架、尾起落架都可能会出现一种偏离其中立位置的摆动。

这种摆动可能是机轮绕转向轴的摆动，也可能是起落架绕安装轴的摆动，严重时甚至是机身的颤抖。

这种现象就是摆振。

在飞机研制过程，均需要对起落架的摆振进行分析和试验验证。

国内从20世纪60年代初开始研究，并于80年代初建成大型摆振试验专用设备。

诸德培等对摆振理论和试验进行了系统的研究，并有相关论著[1-4]。

直升机起落架由于自身的特点，从飞机的滑跑速度、升力水平到减摆器的设计等均与固定翼飞机有所差异。

直升机的摆振分析、防摆设计以及摆振试验都要按照直升机自身的要求进行，不可照搬固定翼飞机。

文献[5]详细分析了直升机的一种支柱式的起落架的摆振，建立了起落架摆振动力方程，并求解了摆振临界当量阻尼和频率。

而直升机起落架上常采用摩擦减摆器。

这种减摆器有何特点？其提供的阻尼是否满足防止摆振的要求？本文将着重于这方面的研究。

形状记忆合金辅助索-简化索网模型振动特性的数值模拟及试验研究周海俊;陈朝骏;杨夏;林焙淳【摘要】采用有限元软件建立了形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)辅助索-简化索网系统模型,该简化索网模型由两根平行的拉索和一根SMA辅助索所组成.由数值模拟得到的简化索网模型的自由振动时程曲线,计算得到振动模态阻尼比,分析了索网系统的振动特性.研究了SMA辅助索连接与普通钢绞线辅助索两种不同连接方式对索网系统阻尼的影响,结果表明:SMA辅助索的减振效果是比普通钢丝辅助索要好.对比数值模拟结果与模型实验结果,发现两者吻合良好.【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(033)001【总页数】4页(P8-11)【关键词】形状记忆合金;辅助索;索网;模态阻尼比;有限元方法【作者】周海俊;陈朝骏;杨夏;林焙淳【作者单位】深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室,广东深圳518060;深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室,广东深圳518060;深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室,广东深圳518060;深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室,广东深圳518060【正文语种】中文【中图分类】U441+.3随着斜拉桥跨径的增大，斜拉索也变得越来越长，其具有长、柔、轻且阻尼小的特点将更为突出，在外界环境激励下极易产生各种振动。

目前工程界控制拉索振动的方法主要有：索表面改变外形的气动措施、索端部安装阻尼器，及将拉索相互连接形成索网的辅助索措施[1]。

对于辅助索措施而言，目前应用的多是钢绞线辅助索，但钢绞线辅助索在弹性阶段并不提供耗能能力，无法耗散振动能量。

工程应用中也曾发生过由于拉索振动幅度过大而导致钢绞线辅助索的疲劳破坏事故[2]。

形状记忆合金具有超弹性及良好的耐久性能，在土木工程结构减振方面具有广泛的应用前景。

为了更好地了解SMA材料并有效的将其应用到拉索减振工程中，研究人员在研究SMA材料特性的同时，提出采用SMA作为斜拉桥的辅助索，并进行了初步的实验研究[3-4] (图1)。

管式变摩擦阻尼器的减振性能试验与数值模拟彭凌云;周锡元;闫维明【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2012(031)005【摘要】提出一种具有变刚度特征的管式变摩擦阻尼器,该阻尼器的主要部件包括套筒和装于其内并可来回移动的摩擦环.摩擦环外径略大于套筒内径,当摩擦环装入套筒后将产生装配应力,因而当摩擦环左右移动时接触面上将产生摩擦力.变摩擦的功能是通过在套筒壁中摩擦环初始所在部位适当开缝的方式实现的.由于在套筒壁中部开了缝,在其初始状态阻尼器套筒对内环几乎没有约束应力,这样在非工作状态套筒与内环之间的摩擦力就很小了.研究表明,在结构中安装这类变摩擦阻尼器以后,可以使得系统具有半主动变刚度的特征:即在结构偏离平衡位置时,阻尼器的套筒提供越来越大的围束力,导致套筒和内部摩擦环之间产生越来越大的摩擦力,从而能阻止结构位移增加；在结构返回平衡位置时,阻尼器提供反向摩擦力,其幅值逐渐减小,使结构在复位过程中振动速度得到抑制.对此种被动变摩擦阻尼器的性能试验和有限元数值模拟都证明在工程结构中应用该阻尼器能够达到主动变刚度控制效果,装置非常简单,而变刚度控制系统则是需要计算机和伺服反馈阻尼器支持的.由于该阻尼器构造简单,出力大,价格低廉,能够适应各种结构和机械工程减振控制的需求,因此具有很好的推广应用前景.【总页数】6页(P12-16,25)【作者】彭凌云;周锡元;闫维明【作者单位】北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TU352【相关文献】1.梯形轨道减振性能试验研究和数值模拟分析 [J], 苏宇;刘维宁;孙晓静2.格栅式摩擦阻尼器的试验研究与数值模拟 [J], 朱立华; 李钢; 董志骞; 李宏男3.T型压电变摩擦阻尼器性能试验与分析 [J], 杨飏;欧进萍;刘光聪4.新型压电变摩擦阻尼器的研发与性能试验 [J], 戴纳新;谭平;周福霖5.压电-T型变摩擦阻尼器及其性能试验与分析 [J], 欧进萍;杨飏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。