桥梁多模态涡振非线性能量阱控制鲁棒性附加位移效应

来源：振动与冲击杂志2025年第21期北京时间：

作者：谢瑞洪，许坤,高星亮，赵林zhaolin，，5

单位：1.同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室，上海200092；2.北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室，北京100124;3.隔而固（青岛）振动控制有限公司，山东青岛266200;4.同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室，上海200092；5.广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室，南宁530004

摘要：大跨桥梁多模态涡振控制受限于传统线性吸振器的窄频特性。非线性能量阱惯容器（nonlinear energy sink inerter，NESI）结合宽频吸振与质量放大效应，具备多模态控制潜力，但其性能易受自重、装配误差等附加位移影响。本文针对桥梁风致多模态涡激振动控制，提出基于NESI的控制方法。通过理论分析与数值模拟，研究了附加位移效应对NESI控制性能的影响。研究表明，附加位移导致NESI刚度与阻尼的有效参数范围偏移，引发1:2次频率比共振，涡振抑制效率降低53.7%。此外，相较于阻尼比，NESI的控制性能对桥梁模态频率和初始激励幅值更为敏感。在存在附加位移时，NESI控制性能对频率比和激励幅值变化均表现出显著退化，尤其在频率比小于1区域内性能波动剧烈。进一步研究表明，适当提高质量比与惯质比虽可在一定程度上缓解附加位移带来的性能损失，但在频率比小于1的条件下仍难以实现稳定控制。<br>

关键词：桥梁结构；多模态涡振；非线性能量阱；附加位移；控制鲁棒性