[发明专利]一种基于分布式MTMDI的大跨度桥梁多阶涡激振动控制方法

权利要求书

1.一种基于分布式MTMDI的大跨度桥梁多阶涡激振动控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、建立目标桥梁的有限元模型，通过模态分析得到结构的模态信息，包括频率、振型和模态质量；

S2、根据设计通行风速和主梁断面斯托罗哈数确定目标模态的阶数；

通过斯托罗哈公式计算涡脱频率，通过最大通行风速对应的涡脱频率得出目标模态，

确定目标模态的阶数N，斯托罗哈公式为：

f为涡脱频率，St为主梁断面斯托罗哈数，D为主梁高度，U是设计通行风速；

S3、根据振型向量确定MTMDI各个子TMDI的布置位置；

S4、确定各阶模态质量比，根据布置位置的振型值，计算各子TMDI的物理质量，根据梁内安装空间，确定各TMDI的惯性质量；

S5、采用基于迭代的MTMDI参数优化方法确定各组MTMDI的最优参数；

步骤S5的具体实现为：

S5.1、不考虑不同模态MTMDI之间的协同作用，对各组MTMDI进行单独优化，得到各组MTMDI参数初始值；

S5.2、对各阶目标模态对应的MTMDI进行优化，在对第i阶模态进行优化时，第i组MTMDI的频率、阻尼比为优化变量，其余组MTMDI视为非共振MTMDI，参数保持不变，通过有效质量m_enri计入其对参数优化的影响，得到更新后的各组MTMDI参数；

S5.3、计算更新后的MTMDI的频率、阻尼比的偏移和所有MTMDI共同作用时主梁各阶模态动力放大系数幅值的变化，得到三个迭代结果偏移向量，采用二范数来衡量偏移向量的大小；

S5.4、判断三个迭代结果偏移向量的大小是否小于预设容许值，若不满足，重复步骤S5.2-5.3，若三个结果偏移向量的二范数均小于预设容许值时，输出最优MTMDI参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式MTMDI的大跨度桥梁多阶涡激振动控制方法，其特征在于：步骤S3具体实现包括如下子步骤：

S3.1、根据主梁内部构造和实际安装空间限制，确定MTMDI安装的候选位置，并确定候选位置对应的各阶模态振型值；

S3.2、每阶模态采用一组MTMDI进行控制，每个候选位置仅布置1个TMDI，由低模态向高模态，依据各候选位置振型值的大小，由大到小逐个放置TMDI。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式MTMDI的大跨度桥梁多阶涡激振动控制方法，其特征在于：步骤S3.1中根据MTMDI安装的候选位置的坐标，从振型矩阵中提出相应的子矩阵Φ_c＝[φ_c1…φ_ci…φ_cN]，其中φ_ci为候选位置在第i阶模态振型的振型值；

步骤S3.2中得到各组MTMDI的布置位置，相应的振型矩阵为Φ_c的子矩阵其中ψ_si为第i组MTMDI所在位置对应的振型矩阵，为q×N矩阵，q为MTMDI的子TMDI个数，N为目标模态的阶数，上标T为转置。

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式MTMDI的大跨度桥梁多阶涡激振动控制方法，其特征在于：步骤S3.1主梁内部构造为横隔板分布。