惯容式阻尼器耗能减振机理分析研究

来源：振动与冲击杂志2024年第23期北京时间：

作者：李瑞林 ， ， 刘金龙 ，，林均歧 ，

单位：1. 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室， 哈尔滨150080；2. 中国地震局工程力学研究所地震灾害防治应急管理部重点实验室， 哈尔滨150080

摘要：惯容是一种新型的力学元件，其常与弹簧元件和阻尼元件相互连接后形成惯容式阻尼器，以协同发挥耗能减振作用。在工程结构的振动控制中，惯容式阻尼器（如调谐惯性阻尼器（tuned inerter damper, TID）和调谐黏滞质量阻尼器（tuned viscous mass damper，TVMD））往往比传统的粘滞阻尼器具有更出色的减振性能。为了探究TID和TVMD这两种惯容式阻尼器的减振机理及优点，本文基于简化的单自由度减振结构，利用动力学理论推导了两种惯容式阻尼器在动力条件下为结构提供的附加等效刚度系数和阻尼系数的表达式。通过对这些表达式的分析研究，得出了惯容式阻尼器提供附加正负刚度和产生耗能增效机制的显式条件。此外，本文还基于滞回曲线展现了惯容元件的负刚度特性，并说明了在耗能增效机制下，阻尼器内部惯容元件和弹簧元件对粘滞阻尼元件两端响应的放大作用，从而直观解释了惯容式阻尼器的减振优势。

关键词：振动控制；惯容；调谐惯容式阻尼器；调谐粘滞质量阻尼器；理论分析