慣性質量對斜拉索阻尼器減振增效作用試驗研究

摘要：為提升斜拉索被動黏滯阻尼器的減振效果,開展了阻尼器并聯的慣性質量單元對斜拉索減振的增效作用試驗研究.首先基于滾珠絲杠位移增效機制、兩節點慣質單元"inerter"與電磁阻尼技術集成了慣性質量和阻尼系數均具有可調性的慣性質量電磁阻尼器(EIMD)樣機,綜合理論分析與力學性能測試建立了EIMD的力學模型;然后建立模型斜拉索-EIMD減振試驗平臺,通過改變EIMD的慣性飛輪轉動慣量和負載電阻阻值,分別測試分析了慣性質量和阻尼參數對斜拉索面內振動前2階模態附加阻尼比的影響規律;最后對比研究了慣性質量頻率相關型負剛度與恒定型負剛度對斜拉索阻尼器的減振增效作用與機理.結果表明:隨著阻尼器慣性質量的增加,斜拉索前2階附加模態阻尼比均先增加后下降,且第2階模態最優慣性質量小于第1階模態;斜拉索第1,2階模態附加阻尼比最大試驗值分別達到了線性黏滯阻尼器理論最優值的2.02,4.46倍;當慣性質量無量綱負剛度系數逼近"-1"時,斜拉索減振效果提升效應最為顯著;慣性質量頻率相關型負剛度與恒定型負剛度均通過負剛度特性放大阻尼器的位移實現耗能增效,但慣性質量負剛度不會誘發斜拉索減振系統穩定性問題.