基于新型轴向电涡流阻尼器的拉索多模态减振性能研究

研究了新型滚珠丝杠式轴向电涡流阻尼器(ball screw type axial eddy current damper, BS-ECD)对拉索的多模态减振控制效果。首先，基于单位振动周期内耗能相等的原则计算了BS-ECD等效线性阻尼系数的表达式。然后，利用等效线性化理论推导了安装BS-ECD后拉索附加模态阻尼比的表达式。以此为基础，针对拉索多模态振动控制开展了BS-ECD的参数优化设计，得到了拉索受控模态分别为1～4阶和1～8阶时BS-ECD的最优临界速度、峰值阻尼力和拉索附加模态阻尼比，并评价了其减振性能。最后，分析了减振效果对阻尼器最优参数和位移幅值变化的敏感性。分析结果表明：存在一组BS-ECD的临界速度和峰值阻尼力，可以使拉索任意两阶模态的附加阻尼比同时达到最大值；当指定阻尼器工作行程时，通过参数优化可以使BS-ECD的多模态减振效果优于线性黏滞阻尼器和非线性液体黏滞阻尼器，且减振效果对最优参数变化不敏感；与其他非线性阻尼器一样，BS-ECD提供的附加模态阻尼比也具有明显的振幅依赖性，当阻尼器的工作行程偏离设计值时，其减振效果会有较明显的降低，后续应仔细研究。