Tài liệu tham khảo Nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình con lắc ngược chịu tác dụng của ngoại lực
bộ giáo dục đào tạo Viện khoa học công nghệ việt nam Viện học nguyễn chinh nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình lắc ngợc chịu tác dụng ngoại lực luận án tiến sĩ học Hà Nội 2010 giáo dục đào tạo Viện khoa học công nghệ việt nam Viện học nguyễn chinh nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình lắc ngợc chịu tác dụng ngoại lực chuyên ngành: học vật rắn mà số: 62.44.21.01 luận ¸n tiÕn sÜ c¬ häc ng−êi h−íng dÉn khoa häc pgs Ts Khỉng do·n ®iỊn - ĐẠI HỌC THỦY LỢI ts KiỊu thÕ ®øc – ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI Hµ Néi – 2010 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nghiên cứu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Duy Chinh MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu .5 Mở đầu .8 Chương 1: Tổng quan hấp thụ dao động thụ động…………….……13 1.1 Giới thiệu chung…………………………………………………….…13 1.2 Nguyên lý hấp thụ dao động thụ động………….…… 15 1.3 Tính hấp thụ dao động thụ động cho hệ khơng có cản nhớt… ….17 1.3.1 Hệ chịu kích động điều hồ………………………………………… 17 1.3.2 Hệ chịu kích động ồn trắng……………………………………….… 22 1.4 Tính hấp thụ dao động thụ động cho hệ có cản nhớt………….… 23 1.5 Một số tiêu chuẩn để xác định hấp thụ dao động thụ động…… .24 1.6 Bộ hấp thụ dao động cho hệ lắc ngược……………….…… … 26 1.7 Kết luận chương 1…………………………………………….……….30 Chương 2: Phương trình chuyển động hệ lắc ngược có lắp đặt hệ thống giảm dao động TMD……… ………………………………… … 31 2.1 Mơ hình tính tốn cấu lắc ngược, có gắn hấp thụ dao động nghiên cứu luận án….………………………………….… 31 2.2 Thiết lập phương trình vi phân chuyển động hệ lắc ngược.……….32 2.2.1 Động hệ……………………………………….………….33 2.2.2 Lực suy rộng hệ……………………………………….……… 38 2.2.2.1 Thế hệ …………………………………………….……39 2.2.2.2 Hàm hao tán hệ ………………………………………… …41 2.2.2.3 Lực hoạt suy rộng hệ ………………………………….…… 41 2.2.3 Phương trình vi phân chuyển động hệ…………………………….43 2.3 Kết luận chương 2…………………….…………………….…………46 Chương Nghiên cứu, phân tích, tính tốn, giảm dao động cho cơng trình có dạng hệ lắc ngược… …………….………………… …… 47 3.1 Trường hợp có hấp thụ dao động TMD-D.………… …… 49 3.1.1 Phương trình vi phân chuyển động hệ……………… ………….49 3.1.2 Nghiên cứu ổn định chuyển động hệ lắc ngược theo tiêu chuẩn kĩ thuật trường hợp lắp TMD-D………………………….……50 3.1.3 Tính tốn thơng số hấp thụ dao động TMD-D để giảm dao động cho cấu lắc ngược………………………………….……55 3.2 Trường hợp lắp đặt hấp thụ dao động TMD-N……… …… .65 3.2.1 Phương trình vi phân chuyển động hệ lắp đặt hấp thụ dao động TMD-N ……………………………….…………….………….66 3.2.2 Nghiên cứu ổn định chuyển động hệ lắc ngược theo tiêu chuẩn kĩ thuật lắp hấp thụ dao động TMD-N…………………… ….67 3.2.3 Tính tốn thơng số hấp thụ dao động TMD-N để giảm dao động cho cấu lắc ngược……………………………….………69 3.3 Trường hợp lắc ngược có lắp đặt đồng thời hai hấp thụ dao động TMD-N TMD-D……………………………………………….81 3.3.1 Nghiên cứu ổn định chuyển động hệ lắc ngược theo tiêu chuẩn kĩ thuật trường hợp có lắp đặt hai TMD…………………….….82 3.3.2 Tính tốn thơng số hấp thụ dao động để giảm dao động cho cấu lắc ngược………………………………….………………86 3.4 Kết luận chương 3…………………………………………….… ……103 Chương 4: Mở rộng kết nghiên cứu trường hợp có lắp đồng thời hai TMD-D DVA Tính tốn mơ số các kết nghiên cứu giảm dao động cho số kết cấu cơng trình………….……… …………… 106 4.1 Mở rộng kết nghiên cứu trường hợp có lắp đồng thời hai TMD-D DVA……………………………………………………… …106 4.1.1 Mơ hình lắc ngược có lắp hai hấp thụ dao động TMD-D DVA…………………………………… …………………… ……….…106 1.2 Thiết lập phương trình vi phân chuyển động hệ lắc ngược có lắp đặt DVA TMD…………………………… ……………………………107 4.1.3 Nghiên cứu xác định thông số hấp thụ dao động DVA TMD-D để cơng trình làm việc ổn định giảm dao động cho hệ lắc ngược cách tối ưu………………………………………….…….….118 4.2 Tính tốn mơ số kết nghiên cứu hấp thụ dao động vào số kết cấu cơng trình.……………………… … ……………….……123 4.2.1 Áp dụng kết nghiên cứu hấp thụ dao động, tính tốn giảm dao động cho tháp nước…………………………………….……………… 123 4.2.2 Áp dụng kết nghiên cứu hấp thụ dao động, tính tốn giảm dao động theo phương thẳng đứng ô tô ……………………… ….… 129 4.2.3 Áp dụng kết nghiên cứu hấp thụ dao động, tính tốn giảm dao động cho tháp biển……… ……………………………………….132 4.3 Kết luận chương 4……………………… ………………… ……….137 Kết luận kiến nghị …………………….……… ……………… …138 Danh mục cơng trình cơng bố tác giả.…………………….……142 Danh mục tài liệu tham khảo……………………………………………….143 Lời cảm ơn…………………………………………………………… … 151 Phụ lục chương trình máy tính : Lập trình vẽ đồ thị phần mềm MAPLE để mô dao động cho hệ ……………… …………………… ….…152 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TMD Bộ hấp thụ thụ động dạng khối lượng (Tuned mass damper) TMD-D Bộ hấp thụ thụ động dạng khối lượng để giảm dao động theo phương thẳng đứng lắc ngược TMD-N Bộ hấp thụ thụ động dạng khối lượng để giảm dao động theo phương lắc ngang lắc ngược DVA Bộ tắt chấn động lực loại lắc ( Dynamic vibration absorber) TLD Bộ giảm chấn chất lỏng m Khối lượng TMD M Khối lượng hệ ωa Tần số riêng TMD ωopt Giá trị tối ưu tần số TMD ζ Tỉ số cản nhớt TMD ζopt Giá trị tối ưu tỷ số cản nhớt TMD Ký hiệu kì vọng tốn học ω Tần số lực kích động điều hồ f Tỷ số tần số TMD thụ động tần số hệ fopt Tỷ số tối ưu tần số TMD thụ động tần số hệ µ Tỷ số khối lượng TMD hệ h Tỷ số tần số lực tác động tần số riêng hệ hopt B Tỷ số tối ưu tần số lực tác động tần số riêng hệ Ma trận chứa hệ số lực điều khiển phương trình trạng thái C Ma trận cản Q* Lực hoạt suy rộng hệ ∏ Thế hệ T Động hệ Φ Hàm hao tán hệ E Tỷ số đánh giá hiệu TMD F Véc tơ lực kích động g Gia tốc trọng trường k2 Hệ số cứng lò xo hệ k1 Hệ số cứng lị xo TMD kopt Hệ số cứng tối ưu TMD K Ma trận độ cứng M* Ma trận khối lượng Ω Tần số dao động riêng hệ Eopt Tỷ số đánh giá hiệu tối ưu TMD copt Hệ số cản nhớt tối ưu TMD P(λ) Đa thức đặc trưng λ Nghiệm đa thức đặc trưng Re ( λ ) Phần thực nghiệm đa thức đặc trưng Im ( λ ) Phần ảo nghiệm đa thức đặc trưng µu1 Tỉ số khối lượng hấp thụ dao động TMD-N lắc ngược đặc trưng cho chuyển động thẳng µϕ1 Tỉ số khối lượng hấp thụ dao động TMD-N lắc ngược đặc trưng cho chuyển động quay γ1 Hệ số biểu thị vị trí lắp đặt hấp thụ dao động TMD-N ωd1 Tần số dao động riêng hấp thụ dao động TMD-N ξ1 Tỉ số cản nhớt hấp thụ dao động TMD-N µu2 Tỉ số khối lượng hấp thụ dao động TMD-D lắc ngược đặc trưng cho chuyển động thẳng µϕ2 Tỉ số khối lượng hấp thụ dao động TMD-D lắc ngược đặc trưng cho chuyển động quay γ2 Hệ số biểu thị vị trí lắp đặt hấp thụ dao động TMD-D ωd2 Tần số dao động riêng hấp thụ dao động TMD-D ξ2 Tỉ số cản nhớt hấp thụ dao động TMD-D ωϕ Tần số dao động riêng lắc ngược theo phương ngang ωu Tần số dao động riêng lắc ngược theo phương thẳng đứng αd1 Tỉ số tần số TMD-N tần số lắc ngang lắc ngược αd Tỉ số tần số TMD-D tần số lắc ngang lắc ngược αu Tỉ số tần số dao động thẳng đứng tần số lắc ngang lắc ngược γ1opt Hệ số tối ưu biểu thị vị trí lắp đặt hấp thụ dao động TMD-N γ2opt Hệ số tối ưu biểu thị vị trí lắp đặt hấp thụ dao động TMD-D ξ1opt Tỉ số tối ưu cản nhớt hấp thụ dao động TMD-N ξ2opt Tỉ số tối ưu cản nhớt hấp thụ dao động TMD-D αd1opt Tỉ số tối ưu tần số TMD-N tần số lắc ngang lắc ngược αd 2opt Tỉ số tối ưu tần số TMD-D tần số lắc ngang lắc ngược µu1A Tỉ số khối lượng hấp thụ dao động DVA lắc ngược đặc trưng cho chuyển động thẳng ωd1A : Tần số dao động riêng hấp thụ dao động DVA ξ1A : Tỉ số cản nhớt hấp thụ dao động DVA µ: Tỉ số khối lượng hấp thụ dao động DVA lắc ngược đặc trưng cho chuyển động quay γ: Hệ số biểu thị vị trí lắp đặt hấp thụ dao động DVA α d 1optA : Tỉ số tối ưu tần số DVA tần số lắc ngang lắc ngược ξ1optA : Tỉ số tối ưu cản nhớt hấp thụ dao động DVA MỞ ĐẦU Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Trong thực tế có nhiều cơng trình có mơ hình dạng lắc ngược nhà cao tầng, tháp vơ tuyến, giàn khoan, cơng trình biển … với phát triển khoa học kỹ thuật cơng trình ngày lớn chiều dài chiều cao Sự gia tăng quy mô kết cấu dẫn đến đáp ứng động lực phức tạp kết cấu sinh dao động có hại Vì vậy, nghiên cứu giảm dao động có hại cho cấu lắc ngược toán nhiều nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu Một hướng nghiên cứu mang tích thời sự, cấp thiết quan trọng Việt Nam nghiên cứu để giảm dao động cho cơng trình biển có dạng lắc ngược DKI Bắt đầu từ năm 1989, theo Chương trình Biển Đông - Hải Đảo Nhà nước tiến hành xây dựng cơng trình biển dạng DKI Các cơng trình góp phần vào xây dựng, bảo vệ đất nước khai thác tiềm vô to lớn biển Qua nghiên cứu [8], [17], [18] cho thấy đáp ứng gây dao động có hại cho cơng trình DKI bao gồm hai loại đáp ứng ngang thẳng đứng liên quan đến tượng lắc ngang nhổ cọc Dao động cơng trình DKI bao gồm hai loại dao động: Dao động rung lắc có tần số tần số riêng cơng trình dao động cưỡng gây tải trọng sóng, dao động rung lắc đặc biệt có hại với độ bền tuổi thọ cơng trình Các dao động rung lắc có tần số cao nhiều lần tần số sóng biển dao động có hại không mong muốn cần hạn chế Để giảm dao động rung lắc cho cơng trình DKI theo đề xuất nhà khoa học Nguyễn Đông Anh cộng (vcs) [8], Nguyễn Hoa Thịnh vcs [17, 18] lắp vào cơng trình DKI hai TMD để tiêu tán lượng cho hệ Một TMD đặt theo hướng tác ... nghiên cứu giảm dao động rung lắc cho cơng trình có dạng lắc ngược Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án * Đối tượng nghiên cứu luận án Trong [2], [3], [5],[12], [51] nghiên cứu dao động lắc ngược. .. thống giảm dao động TMD-D DVA để giảm dao động rung lắc cho hệ lắc ngược 12 e Đã áp dụng kết nghiên cứu, tính tốn thơng số tối ưu hấp thụ dao động để giảm dao động cho tháp nước, dao động thẳng...bộ giáo dục đào tạo Viện khoa học công nghệ việt nam Viện học nguyễn chinh nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình lắc ngợc chịu tác dụng ngoại lực chuyên ngành: học vật rắn mà số:Nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình con lắc ngược chịu tác dụng của ngoại lực
153
920
2
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
| Tiêu đề | Nghiên cứu giảm dao động cho công trình theo mô hình con lắc ngược chịu tác dụng của ngoại lực |
|---|---|
| Tác giả | Nguyễn Duy Chinh |
| Người hướng dẫn | PGS. TS. Khổng Doãn Điền, TS. Kiều Thế Đức |
| Trường học | Đại Học Thủy Lợi |
| Chuyên ngành | Cơ học vật rắn |
| Thể loại | Luận án tiến sĩ |
| Năm xuất bản | 2010 |
| Thành phố | Hà Nội |
| Định dạng | |
|---|---|
| Số trang | 153 |
| Dung lượng | 1,76 MB |
Nội dung
Ngày đăng: 02/05/2013, 14:44
Nguồn tham khảo
| Tài liệu tham khảo | Loại | Chi tiết | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| [1]. Nguyễn Thúc An, Nguyễn Đình Chiều, Khổng Doãn Điền, Lý thuyết dao động, Nhà xuất bản nông nghiệp, (2004) | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [2]. Nguyễn Đông Anh, Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Nghiên cứu bộ hấp thụ dao động [TMD] đối với hệ con lắc ngược, Tạp chí KHKT Thuỷ lợi và môi trường số 7/11/2004, tr 61-69 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [3]. Nguyễn Đông Anh, Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Mở rộng các kết quả nghiên cứu bộ hấp thụ dao động đối với hệ con lắc ngược cho trường hợp con lắc thuận, Tạp chí KHKT Thuỷ lợi và môi trường số 10/09/2005, tr 71-75 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [4]. Nguyễn Đông Anh, Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Nghiên cứu dao động của hệ con lắc ngược có lắp đặt hệ thống giảm dao động TMD và DVA, Tuyển tập công trình khoa học, Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ 8, Hà Nội ngày 6-7/12/2007. Tập 1: Động lực học và Điều khiển, tr 53- 62 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [5]. Nguyễn Đông Anh, Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Nghiên c ứu ổn định vị trí cân bằng của hệ con lắc ngược, Tạp chí KHKT Thuỷ lợi và môi trường số 8/02/2005, tr 19-23 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [6]. Nguyễn Đông Anh, Nguyễn Bá Nghị (2006), Tính toán hệ TMD cho cơ hệ một bậc tự do nhằm giảm thành phần dao động tần số riêng, Luận văn thạc sĩ, Đại học bách khoa Hà Nội | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [7]. Nguyễn Đông Anh, Nguyễn Chỉ Sáng, Nghiên cứu bài toán hấp thụ dao động cho hệ nhiều bậc tự do. Luận án tiến sĩ Cơ học, Viện Cơ học,(2004) | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [8]. Nguyễn Đông Anh, Lã Đức Việt, Giảm dao động bằng thiết bị tiêu tán năng lượng, Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ, Hà nội (2007) | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [9]. Nguyễn Đông Anh, Phạm Minh Vương (2006), Nghiên cứu giảm dao động tự do của một số cơ hệ bằng TMD, Luận văn thạc sĩ, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [10]. Nguyễn Duy Chinh, Nghiên cứu và áp dụng các thông số tối ưu của bộ hấp thụ dao động TMD-N đối với hệ con lắc ngược vào việc giảm dao động cho tháp nước, Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số 2/2008, tr 12- 20 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [11]. Nguyễn Văn Đạo, Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Văn Mệnh, Trần Doãn Tiến, Dao động cơ học và ứng dụng trong kỹ thuật, Hội cơ học Việt Nam, (1998) | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [12]. Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Nghiên cứu bộ hấp thụ dao động đối với hệ con lắc ngược, Luận văn thạc sĩ Cơ học, Viện Cơ học Việt Nam, Hà Nội 2005 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [13]. Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Nghiên cứu dao động của hệ con lắc ngược có lắp đặt hệ thống giảm dao động TMD, Tạp chí Khoa học công nghệ xây dựng số 4/2007, tr 17- 23 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [14]. Khổng Doãn Điền, Nguyễn Duy Chinh, Nghiên cứu giảm dao động cho cơ cấu có dạng con lắc ngang bằng bộ hấp thụ dao động, Tạp chí KHKT Thuỷ lợi và môi trường số 15-11/2006, kỷ niệm 30 năm thành lập các đoàn ĐH, tr 223- 231 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [17]. Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đông Anh, Phạm Ngọc Nam, Hoàng Xuân Lượng (2004), Nghiên cứu xây dựng công nghệ điều khiển kết cấu để giảm dao động cho các công trình DKI, Tuyển tập các công trình Hội nghị khoa học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ VII, Đồ Sơn – Hải Phòng | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [18]. Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đông Anh, Phạm Ngọc Nam, Hoàng Xuân Lượng, Đỗ Sơn, Nguyễn Xuân Kiều (2005), Nghiên cứu xây dựng công nghệ giảm dao động cho công trình DKI bằng hệ tiêu tán năng lượng con lắc – lò xo, Hội nghị CTB – DKI | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [19]. Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Đức Thị Thu Định, Phân tích hiệu quả giảm chấn chất lỏng áp dụng tại cầu dây văng một mặt phẳng dây bãi cháy - Việt Nam, Tạp chí Kết cấu và công nghệ xây dựng số 1-2009 Hội kết cấu và công nghệ xây dựng Việt Nam | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [20]. P.C Muller & W. O. Schiehlen (1997), Dao động tuyến tính, Nhà xuất bản xây dựng, người dịch Nguyễn Đông Anh.Tài liệu tiếng Anh | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [21]. A. Bradshaw, J. Shao, Swing - up control of inverted pendulum system, Robotica 14 (1996), 397–405 | Sách, tạp chí |
|
||||||||
| [22]. Abdel – Ghaffar A. M, (1996), Structural control of a steel jacket plaform, Structural Engineering and Mechanics, 4(2): 125 – 138 | Sách, tạp chí |
|
HÌNH ẢNH LIÊN QUAN
TỪ KHÓA LIÊN QUAN
TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG
-
27 311 0
-
36 724 2
-
68 507 3
-
39 6,8K 40
-
49 368 0
-
23 1,1K 6
TÀI LIỆU LIÊN QUAN
-
153 920 2
-
153 275 0
-
27 330 0
-
153 349 0
-
21 6,5K 1
-
6 690 8
-
5 276 2
-
96 735 3