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惯容系统阻尼增效原理


Zhang RF, Zhao ZP, Pan C*, Ikago K, Xue S. Damping enhancement principle of inerter system. Structural Control and Health Monitoring. 2020: e2523. https://doi.org/10.1002/stc.2523

摘要:相较于相同阻尼系数的阻尼元件,惯容系统中惯容、弹簧和阻尼元件之间的相互作用显著增强了该系统的能量耗散效率,这一耗能优势被称为阻尼增效作用。本研究在惯容结构随机响应解析解的基础上推导了一个阻尼耗能增效公式,揭示了阻尼增效作用的理论实质,并提出了面向惯容系统的通用设计原理。上述推导的阻尼耗能增效公式,建立了惯容系统阻尼变形增强因子(DDEF)和位移减震比之间的量化函数关系。基于该阻尼耗能增强公式,可以通过预先设定阻尼变形增强因子DDEF和位移减震比来直接获得惯容系统的阻尼参数。最后,通过设计实例验证了所提出的优化设计策略和阻尼耗能增效公式所揭示的理论关系。研究结果表明,所提出的优化设计策略明确地利用了阻尼耗能增强优势来进行振动控制,通过设定DDEF的目标值有效地提高了阻尼元件的能量耗散效率。