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结构振动控制一直是土木工程领域面临的重要工程问题之一,目前发展更为简单高效的振动控制理论与技术始终是结构振动领域研究的前沿热点,经典成熟的振动控制技术之一是安装阻尼器。机械工程领域具有质量放大效应“Inerter”(惯容单元)的引入,为阻尼器研发提供了新的基本单元,形成了基于“阻尼单元-惯容单元”的二元“阻尼-惯容”减振系统。近年来,在“阻尼-惯容”减振系统基础上进一步耦合弹簧单元的三元调谐式“阻尼-惯容”减振系统迅速涌现,三元减振系统有望进一步提高结构的振动效果。本文依托于国家自然科学基金面上项目“结构三元被动减振理论与技术及其提升斜拉索振动控制效果研究”(51878274),针对目前阻尼惯容减振系统样机实物开发和试验验证相对较少的问题,进行了两种线性轴向电涡流阻尼惯容减振系统(EVMD)和非线性轴向电涡流阻尼惯容减振系统(NEVMD)理论与试验研究。在此基础上,融入弹簧单元进行了调谐式“电涡流阻尼-惯容”减振系统TID和TVMD的概念设计研究,并通过数值仿真方法对比分析了黏滞惯性质量阻尼器VMD、TID和TVMD对斜拉索的减振效果。本文的主要研究内容和结论如下:1)线性或非线性轴向电涡流阻尼惯容减振系统理论与试验研究。融合滚珠丝杠两节点惯容单元和轴向旋转式电涡流阻尼技术,研制了两种线性轴向电涡流阻尼惯容减振系统(EVMD)样机和非线性电涡流阻尼惯容减振系统(NEVMD),进行了样机力学性能测试,开展了电涡流阻尼力的半理论半仿真、三维电磁场有限元仿真及其试验结果对比分析。结果表明:EVMD和NEVMD均实现了电涡流阻尼和惯性质量的双重增效,显著提高了ECD的耗能效率;基于轴向旋转式电涡流阻尼单体叠加计算的半理论半仿真方法能够指导EVMD电涡流阻尼初步设计,其有限元仿真方法可以基本满足EVMD设计精度要求;相对于EVMD,NEVMD阻尼表现出较好的非线性特征。2)调谐式“电涡流阻尼-惯容”减振系统概念设计研究。在EVMD和NEVMD基础上进行了两种三元调谐式“电涡流阻尼-惯容”减振系统TID和TVMD构造设计,然后分别阐明了两者的整体构造和工作原理,进行了TID和TVMD样机实例设计。结果表明:两种调谐式“电涡流阻尼-惯容”减振系统TID和TVMD均具有可行性,TID和TVMD的整体构造、工作原理和设计步骤可为斜拉索三元减振试验样机研制提供有益参考。3)VMD、TID和TVMD对斜拉索的减振效果对比分析。基于复模态分析研究了减振系统惯容比、阻尼比、频率比对张紧弦斜拉索附加模态阻尼比的影响,获得了VMD、TID和TVMD对张紧弦斜拉索减振的优化参数;通过数值仿真对比分析了VMD、TID和TVMD对斜拉索的减振效果。结果表明:针对斜拉索一阶模态振动控制,三元减振系统TID和TVMD减振效果均优于二元减振系统VMD,三元减振系统TID减振效果优于TVMD;随着减振系统惯容比的增大,VMD、TID和TVMD对斜拉索一阶振动最优控制效果均逐渐提高。