基于频域分析方法的梁-TMDI系统的振动控制研究

李锦华， 柴世宗， 张 耀, 涂 勇

(1.华东交通大学 土木建筑学院,南昌 330013；2.华东交通大学 土木工程国家实验教学示范中心,南昌 330013;3.江西交通职业技术学院,南昌 330013)

梁结构是典型的土木工程结构，同时也是最简单的连续介质体系。在结构动力学问题中消减梁的不利振动响应很有必要，因为外荷载激励产生的振动对结构的寿命和结构在工作中的表现有着不可忽视的影响。荷载激励下的结构振动消减问题一直备受关注[1-3]。许多学者致力于梁结构动力学问题的研究工作[4-5]。Jacquot[6]通过考虑梁的第一阶振型，分析了正弦荷载激励下欧拉梁的动力减振器的最优参数。Manikanahally等[7]进一步将Jacquot的方法用于变截面较大质量的梁结构的动力减振器设计。到目前为止，很多学者已经进行了许多减振研究工作。减振技术可分为被动控制、半主动控制和主动控制。采用主动控制和半主动控制优于被动控制，但是目前存在的问题是半主动控制和主动控制都需要输入能源并且涉及稳定性和鲁棒性问题[8]。

近年来，一种被称为惯性器的新装置被开发并用于控制工程结构的振动。这种装置最早由Smith[9]提出。该装置可以将线性运动转换为高速的转动达到放大系统物理质量的目的，因此它可以产生高于其物理质量两个数量级的惯性力[10]。Wang等[11]随后将惯性装置引入土木工程结构的振动控制中。Marian等[12]提出将惯性器与常规调谐质量阻尼器(tuned mass damper，TMD)结合形成调谐质量阻尼器惯性(tuned mass damper inerter，TMDI)系统，以减少结构系统的振动。……