基于能量法的顆粒阻尼器減振機理研究及參數(shù)分析

摘要：顆粒阻尼技術(shù)因頻帶寬和魯棒性強等優(yōu)點在土木工程減振領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景,但由于顆粒的力學(xué)行為具有高度非線性特征且影響因素復(fù)雜,相關(guān)力學(xué)機理研究尚不深入,亟需改進.在阻尼顆粒未發(fā)生堆積的條件下,考慮阻尼顆粒與阻尼器腔體之間的碰撞過程和摩擦效應(yīng),構(gòu)建一種顆粒阻尼器-單自由度結(jié)構(gòu)系統(tǒng)力學(xué)模型.基于能量法對顆粒阻尼器-單自由度結(jié)構(gòu)各組分能量進行求解,對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)各部分耗能規(guī)律進行分析,明晰減振機理,對顆粒阻尼器和TMD的減振效果進行對比并探究顆粒材料參數(shù)影響規(guī)律.通過單層鋼框架電磁振動臺試驗驗證基于能量法的結(jié)構(gòu)動力分析的準(zhǔn)確性.結(jié)果表明:在同等條件下,當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時TMD的減振效果較優(yōu),非共振時顆粒阻尼器的減振效果較優(yōu);在非共振條件下,顆粒阻尼器的減振效果隨碰撞恢復(fù)系數(shù)的減小或滾動摩擦系數(shù)的增大而增加,小粒徑阻尼顆粒的減振效果更優(yōu).