导　　师： 陈洋洋

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 非线性能量阱(Nonlinear energy sink,简称NES)技术是有别于传统质量调谐阻尼器(TMD)技术的附加子结构被动控制技术,其控制原理是通过设置具有强非线性刚度特性的附加子结构,利用非线性系统所特有的模态内共振特性,使子结构对主结构的动力响应形成内共振俘获(Internal resonance capture)行为,吸收主结构响应能量并耗散掉。NES既保持了被动式的特点,又具有拓展控制带宽、提高鲁棒性和控制效果的技术潜力,在土木建筑工程减震方面具有重要的研究与应用前景。为研究新的具有强非线性回复力特性、且具有更好减震控制性能的NES,本文提出双势阱磁力型NES来实现更为高效的结构地震响应被动控制,通过数值模拟和试验研究相结合的方法进行研究,具体的创新点和工作包括:(1)通过等效磁荷法建立矩形磁铁的磁力解析模型,获得两磁体间相互作用的非线性作用力解析表达式;利用永磁体间相互作用的本质非线性恢复力关系以及通过合理选择磁体的尺寸与布置形式,提出一种同时具有光滑负刚度特性与双势阱特性的新型非线性能量阱,双势阱磁力型非线性能量阱(Magnetic Bi-stable Nonlinear Energy Sink,简称磁力型NES)来实现结构地震响应控制。(2)针对典型分析模型,使用脉冲型荷载分别对磁力型NES、立方NES和TMD三种控制装置进行数值参数寻优,考察各优化的控制方式在减震性能上的差异。结果表明:与已有的立方NES相比,磁力型NES在减震控制性能上全面占优;与TMD相比,磁力型NES在对主结构动力特性变化的鲁棒性上优于TMD,在对地震动峰值变化的鲁棒性上与TMD相当。(3)应用数值小波变换构造功率谱,从时频域上分析磁力型NES的减震控制机理,分析结果表明,在地震作用过程中,磁力型NES总体上可对主结构产生更为显著、更为持续的宽频域内共振行为,以此该装置可发挥出较好的减�

关 键 词： 非线性能量阱 内共振俘获 减震控制性能 往复性能作动实验 振动台试验

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