tmd调谐质量阻尼器效应的大小取决于tmd响应滞后于结构响应90°的情况。结果tmd传递的弹性力转化为作用于结构上的粘滞力。tmd是用来吸收振动的,通常只有当激励振动包含一个主频率分量或一个非常窄的频段。然而,对于多自由度随机激励系统,仅通过tmd来达到减振的目的是复杂和困难的。传统的调谐质量阻尼器通常采用离散设计,在一定的固有频率或较窄的频率范围内设计的tmd具有良好的阻尼效果。但当激励范围较宽时,tmd的阻尼效果明显降低。tmd系统控制结构振动响应的关键是将tmd系统的固有频率调整到被控结构的固有频率。随着时间的推移,结构的某些性能会发生变化,从而降低了tmd系统对结构的控制效果。
如何拓宽tmd控制振动的频率范围已成为tmd设计的方向之一。为了解决这一问题,提出了多调谐质量阻尼器(mtmd)的概念。mtmd系统由多个tmds组成,其控制功能有两个方面:一是利用mtmd系统控制单自由度结构系统,将每个tmd的固有频率分布在一定范围内。研究表明,等质量时,mtmd系统对结构振动响应的控制效果优于tmd;另一种是利用mtmd系统来控制多自由度结构系统,并将被控结构的固有频率调谐到对应模态的固有频率来控制每个tmd。
tmd的弹簧和阻尼特性不随时间变化,这限制了tmd对各种频率和形式的外部激励的适应性。tmd失调或tmd自身阻尼波动会削弱其阻尼效果,tmd的鲁棒性较差。这些都使主动和半主动调谐质量阻尼器得到了研究和应用。
针对tmd的局限性,可以采取相应的改进措施,使其在较宽的频率范围内发挥阻尼作用。一种有效的措施是实时传递其频率,使其在不同激励频率下具有较强的衰减函数。一般来说,影响调谐频率的因素是减振器的质量和刚度。如果采用变刚度来调节频率,它会传递,然后覆盖一个较宽的频率范围。
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