[发明专利]基于可控冲程的主被动调谐质量阻尼器设计方法

权利要求书

1.一种基于可控冲程的主被动调谐质量阻尼器设计方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤一，建立结构CS-APTMD系统力学模型：由结构自身的质量m_s、阻尼c_s和刚度k_s，在单个调谐质量阻尼器TMD的基础上又串联增加一个小质量块，并施以一定的驱动力；在结构质量块与小质量块之间添加一个线性附加阻尼器；然后建立结构基于可控冲程的主被动调谐质量阻尼器系统，即结构CS-APTMD系统的力学模型；

步骤二，建立结构CS-APTMD系统动力方程：根据结构动力学原理，对结构及调谐质量阻尼器TMD、主动调谐质量阻尼器ATMD进行受力分析，建立结构CS-APTMD系统动力方程，该系统的动力方程表示为下式：

式中，为地震地面运动加速度；y_s为结构相对于基底的位移；y_T为TMD—即大质量块—相对于结构的位移；y_t为ATMD—即小质量块—相对于结构的位移；m_s、c_s和k_s分别为结构的受控振型质量、阻尼和刚度；m_T、c_T和k_T分别为TMD质量、阻尼和刚度；m_t、c_t和k_t分别为ATMD质量、阻尼和刚度；c_L为线性附加阻尼器的阻尼；u_t(t)为作用于TMD和ATMD之间的主动控制力；

步骤三，对结构CS-APTMD系统进行振动控制参数的优化；

步骤四，设计优化的CS-APTMD：通过比较结构，考虑控制的有效性和阻尼系统冲程控制的有效性，选择最优组合参数，参照原结构的参数设计优化的CS-APTMD，用于控制结构振动。

2.根据权利要求1所述的基于可控冲程的主被动调谐质量阻尼器设计方法，其特征在于，所述步骤一是将结构作为一个单自由度质点，根据其材料特点确定其阻尼c_s和刚度k_s，将一个TMD装置在结构上，再将一个ATMD装置在TMD上，以一主动力u_t(t)控制，在ATMD与结构之间添加一个阻尼为c_L的线性附加阻尼器；以此构成结构CS-APTMD系统。