圓柱形TLD水箱擬固體化的數(shù)學(xué)模型.pdf

1、調(diào)諧液體阻尼器（Tuned Liquid Damper,TLD），是一種被動(dòng)耗能減震控制裝置，近年來成為土木工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，關(guān)于TLD對(duì)結(jié)構(gòu)減震力的研究分為三種：一是 Housner集中質(zhì)量法；二是基于流體動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程的解析公式；第三種是用有限元仿真軟件來模擬。因耦合作用涉及兩種物理場(chǎng)，故集中質(zhì)量法和有限元模擬分別存在著誤差、計(jì)算復(fù)雜和模擬時(shí)間較長(zhǎng)、結(jié)果不易收斂等弊端。
　　本課題來源于包頭市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2013

2、J2001-2），本文總結(jié)分析集中質(zhì)量法和理論分析法的原理，根據(jù)它們所依據(jù)的理論，深入推導(dǎo)出了波動(dòng)理論基礎(chǔ)上TLD反應(yīng)力的解析公式，再用有限元軟件ABAQUS建立三維TLD模型，模擬流固耦合作用。三種方法所得反應(yīng)力的時(shí)程曲線圖作對(duì)比分析，選取準(zhǔn)確度較高的方法。最后論證解析公式能否代替有限元軟件模擬，作為一個(gè)“擬固體單元”植入到建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中。主要研究工作及結(jié)論如下：
　　根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)，推導(dǎo)出TLD在振動(dòng)作用下反應(yīng)力的方程式，

3、方程式中加速度的求解采用newmark數(shù)值積分方法，由方程式所得的解析解與傳統(tǒng)的Housner集中質(zhì)量法作對(duì)比分析；集中質(zhì)量法雖與圓柱形TLD水箱反應(yīng)力解析公式的計(jì)算速度相當(dāng)，但通過對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)精度不夠高，不能滿足要求；利用ABAQUS采用標(biāo)準(zhǔn)有限元方法模擬 TLD，得出在振動(dòng)作用下的反應(yīng)力，與解析公式的解作對(duì)比，結(jié)果顯示解析公式的解更接近有限元模擬的值，同時(shí)說明了集中質(zhì)量法處理圓柱形水箱時(shí)可能存在較大的誤差；把解析式中反應(yīng)力與加速度