同一阵风下,被动与主动装置怎样工作?
两侧承受完全相同的风荷载。先把主动反馈调到 0,再逐渐增大,观察桥面位移与装置相对行程怎样一起变化。
拖动旋转 · 滚轮缩放 · 点选构件读连接说明。近景剖去局部顶板、底板和腹板;整跨用等效第一振型,端支承不是实际400 m梁桥设计。
| 比较指标 | 无装置 | 被动 TMD | 主动质量装置 |
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三维实体、曲线游标和读数共用同一时间。整跨位移放大80倍且隐藏内部装置;近景采用三方案共同倍率并单独注明,全部读数保持实际量值。RMS来自完整频谱积分,120 s为显示样本。
继续试:失调、附加质量与研究方法
先预测,再只改一个量。观察被动装置偏离调谐后是否仍有效,再检查主动方案的行程和控制力。每次参数修改都比较两个已建立稳态,不能把画面切换当作真实控制系统的瞬态。
建议记录参数、桥面 RMS、相对行程 RMS 与一段位移时程;据这些量解释效果。没有预设“主动一定最好”的得分或判定。
装置连接、方程与本例条件
桥面与附加质量之间的弹簧、阻尼器会传递反力。被动装置无需外部供能;主动装置通过传感器与控制器驱动执行器,可以向机械系统输入能量,也可以吸收能量。它不等同于仅调节阻尼的半主动装置。
r=x₂−x₁;F=k₂r+c₂ṙ+u;m₁ẍ₁+c₁ẋ₁+k₁x₁=Q+F;m₂ẍ₂=−F。
被动:u=0,P耗散=c₂ṙ²≥0。主动:P执行器=u(ẋ₁−ẋ₂)。
本例:400 m 主跨第一竖弯模态,f₁=0.25 Hz,结构阻尼比0.8%,广义质量3600 t;默认附加质量72 t、装置阻尼比8%、调谐比1.00。参考风12 m/s,高50 m,幂指数0.16,桥面平均风约15.52 m/s,竖向湍流度4%。三方案共享同一教学风谱、风荷载与相位。
主动控制用四状态理想无延迟反馈;没有传感器噪声、力饱和、限位碰撞或失电模型。负机械功率不代表实际电源回馈效率。模型不含气动反馈,因此不能据此求颤振临界风速。此宽带教学例与前面周期荷载下的 TMD 例独立,不共享默认参数和评价指标。
方程逐字节复用原抗风设计课的计算核心,本页只重新组织观察。来源、版本与验证记录