[发明专利]调谐液体阻尼器设计方法、装置、介质和设备

权利要求书

1.一种调谐液体阻尼器设计方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1、获取设计要求的结构-TLD耦合系统的质量比μ、液体晃荡频率f_t和TLD阻尼比通过等效线性化方法对TLD进行初步设计，得到初步设计的TLD的初步设计参数；

步骤2、构建结构-TLD耦合系统运动方程，对结构-TLD耦合系统进行不同重现期风荷载作用下的TLD阻尼比敏感性分析，并拟合TLD响应与TLD阻尼比关系曲线；

步骤2中，根据结构-TLD耦合系统运动方程进行不同重现期风荷载作用下的TLD阻尼比敏感性分析，得到若干TLD响应对应的TLD阻尼比数据点，对这些数据点进行拟合得到TLD响应与TLD阻尼比关系曲线：

式中，为敏感性分析得到的TLD阻尼比拟合结果，σ_r1为相应的TLD响应，α₁、β₁为拟合常数；

步骤3、基于TLD当前设计参数，进行有色噪声激励下的TLD减振性能振动台试验或数值模拟分析，对测得的TLD响应进行解耦分离，再进行模态参数识别，得到液体晃荡频率f_t′，并拟合TLD阻尼比与TLD响应关系曲线；

步骤3中，进行有色噪声激励下的TLD减振性能振动台试验或数值模拟分析后，对测得的TLD响应进行解耦分离再进行模态参数识别，得到若干TLD响应对应的TLD阻尼比数据点，对这些数据点进行拟合可得TLD响应与TLD阻尼比关系曲线：

式中，为减振性能分析得到的TLD阻尼比拟合结果，σ_r2为相应的TLD响应，α₂、β₂为拟合常数；

步骤4、基于步骤2和步骤3拟合TLD响应与TLD阻尼比关系曲线，计算得到不同重现期风荷载作用下的TLD所能提供的阻尼比值

步骤4中，基于步骤2中拟合得到的TLD响应与TLD阻尼比关系曲线以及步骤3中拟合得到的TLD响应与TLD阻尼比关系曲线计算得到不同重现期风荷载作用下的TLD所能提供的阻尼比值为：

步骤5、判断步骤3中得到液体晃荡频率f_t′和步骤4中计算得到的阻尼比值能否使受控结构响应满足控制目标；

若否，则针对TLD设计参数进行修改，然后返回步骤3；

若是，则将最终获取到的TLD设计参数作为TLD的最终设计结果。

2.根据权利要求1所述的调谐液体阻尼器设计方法，其特征在于，步骤2中构建的结构-TLD耦合系统运动方程为：

式中：

M_s、C_s和K_s分别为结构质量、阻尼和刚度矩阵，由设计信息可得；

m_t、k_t和c_t分别为TLD质量、刚度和阻尼，β为质量参与系数，由TLD初步设计结果得到；

假设TLD与结构第n个自由度耦合，则X、x_n和u_t分别为结构位移向量、结构第n个自由度位移、TLD位移；

H为TLD位置向量；F为风荷载向量；

为结构加速度向量，为结构速度向量，为结构第n个自由度加速度，为TLD加速度，为TLD速度。

3.根据权利要求1所述的调谐液体阻尼器设计方法，其特征在于，步骤3中，基于TLD当前设计参数，包括外形尺寸、液深以及内置耗能装置设计参数，构建TLD缩尺模型，针对上述构建的TLD缩尺模型，进行有色噪声激励下的TLD减振性能振动台试验，在得到试验结果后换算到TLD缩尺模型对应的原型，从而得到液体晃荡频率f_t′；

或者步骤3中，基于TLD当前设计参数，包括外形尺寸、液深以及内置耗能装置设计参数，采用有限元软件建立TLD数值模型，根据实际试验条件在软件中设置相应初始条件、边界条件与外部激励，再通过求解流体运动方程获得流体晃动响应，从而实现数值模拟分析。