考虑惯容的颗粒阻尼器等效力学模型及其受控结构稳态解研究

黄绪宏，许维炳，王 瑾，闫维明，陈彦江

(北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点试验室，北京 100124)

颗粒阻尼器最早由冲击减振器发展而来，用于涡轮机叶片的减振研究中[1]，然而由于单颗粒冲击阻尼器在减振过程中会产生较大的噪声及其对设计参数的敏感性限制了其在实际中的应用。多颗粒阻尼器(Multi-particle damper, M-PD)的引进改进了单颗粒冲击阻尼器冲击力大及鲁棒性差的缺点。具有减振效果好、作用频带宽、成本低、布置灵活、使用寿命长等优点，因而在航空及机械振动控制领域得到了广泛的研究与应用[2-3]，其在土木工程领域中的应用与发展近年来也得到了关注与重视[4-6]。

Papalou 和Masri[7]用钨粉代替传统的单颗粒冲击阻尼器，以单层框架结构作为研究对象在宽频随机激励下进行振动台试验研究，重点分析了质量比、容器尺寸、激励水平等不同因素对颗粒阻尼器耗能特性的影响。Saeki[8]在水平简谐激励下以单自由度结构(Single-degree of freedom, SDOF)作为研究对象，基于试验研究及离散单元法研究了相关参数对M-PD 减振性能的影响，结果表明颗粒质量和尺寸对颗粒阻尼器性能影响显著。许维炳和王瑾[9-10]针对M-PD 在土木工程领域中的应用进行了详细的研究，并以实际高架连续桥梁缩尺模型及三层框架缩尺模型作为研究对象，进行了地震荷载作用下减震效果分析。鲁正等[6,11]基于试验研究及离散单元法对地震荷载及风荷载作用下M-PD 减振性能进行了详细分析，验证了M-PD 减振效果。M-PD 试验研究初步探索了其减振性能及机理，为M-PD 理论模型建立及工程应用提供了参考及试验依据。……