减振技术论文

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减振技术论文范文第1篇

关键词：建筑结构；抗震设计；相关问题；

中图分类号：TU318 文献标识码：A

引言：由于开发商对于建筑物的地震破坏原因和破坏程度没有足够的了解,导致建筑物在抗震设计方面存在十分大的困难。所以,我们不仅要追求建筑物的造型美观,还有考虑建筑物的抗震设计。要为人们营造一个安全舒适的生活环境。针对地震问题我们要在房屋结构找突破点。只有设计出抗震、牢固的建筑结构,才能保障人类的人身安全。

一、房屋建筑结构设计相关因素分析

建筑物按建筑结构分类可分为：砌体结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等。建筑物结构形式的确定，与其抗震能力是密切相关的。相关的科学研究表明，在遭遇相同等级的地震灾害后，采用钢结构的建筑物受损坏的程度明显要低于钢筋混凝土结构的建筑物。日本也是一个多地震的国家，其钢结构的房屋建筑占全国建筑的半数以上，也是其在遭遇地震后人员伤亡较少的主要原因之一。目前，我国的建筑抗震系数系统依旧是不完善的，不能确保结构设计人员准确、有效地应用。历次地震灾害表明，影响抗震系数的因素是很多的，比如其抗震的等级、建筑物的类别、场地类别、建筑物总高度等。为了促进其实际工作的需要，应对各种相关因素和相关参数展开一系列的优化分析，得到一个最优的设计方案。房屋建筑的抗震性能与许多因素有关系，比如其建筑的体型设计。汶川地震震害表明 , 许多平面形状复杂 , 例如平面上的较大外凸和凹陷、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。海城地震和唐山地震中有不少这样的震例。而平面形状简单规则、传力途径明确的建筑在地震中都未出现较重的破坏；有的甚至保持完好。上述情况表明，很多损害严重的建筑物的设计方案不是很合理，如果能够选择一个好的设计方案，震后损失可能会减小很多。

二、建筑结构抗震设计的要点

在我国,对于建筑物抗震设计的要求是采取“三水准设防、两阶段设计”的标准。在这种标准的影响下,建筑结构设计经历了柔性设计、刚性设计、结构控制设计和延性设计四个阶段。但是由于地震产生了很多不确定因素,导致建筑结构存在非常大的偶然性和复杂性,甚至还有计算模拟与实际情况的不符的情况出现,导致计算结果误差很大。所以,我们不仅要考虑建筑物良好的概念设计,还要提高建筑结构抗震性能。具备完善的建筑结构体系。一个良好的建筑体系,对于建筑业是十分有必要的。在实际的建筑抗震设计时,要注重依赖建筑结构体系的协同工作,从而使建筑物中的每个构件都能够共同工作。所以,这就需要建筑结构构件在允许受力的情况下不仅能够具有良好的耐久性,还要能够在高压,强力的作用下共同工作。在砌体结构的建筑中避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。充分提高建筑物材料利用率的协同工作。从建筑物抗震设计经验表明,材料的利用率越高,结构的协同工作能力也就越高。

三、建筑结构抗震设计中的主要问题

1、建筑结构体系的合理选择。建筑结构设计中最主要的一方面就是结构体系的选择,它的合理选择决定着建筑物的安全性。对于建筑结构体系的合理选择应注意以下两个方面的设计:(l)体系应具有合理的地震传递途径和明确的计算简图。在这个过程当中,房屋内部结构的布置,应使得更多的受力在主梁上,并且使垂直重力以最短的路径传递到主受力部位;竖向构件的布置,要让竖向构件的压应力接近均匀(2)建筑体系应具有合理的强度。一个良好的建筑物必须要有合理的强度进行支撑,一些建筑的薄弱部位要由合理的强度防止:在框架结构设计方面,要保证节点不受破坏,要使梁、柱端的塑性尽可能的分散;对于容易出现的薄弱环节,必须提高薄弱部位的抗震能力。

2、抗震场地的选择。抗震场地的选择直接影响建筑物的抗震设计工作,应选择有利的抗震场地,要避开对建筑抗震不利的地段。地震对于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表错动,直接使得房屋倒塌,结构损坏。所以,选择抗震场地不能选择易液化土地、软弱场地、状态明显不均匀等场地;如果不能避免不理的场地,可以采用适当的抗震措施进行加强强度:对于地震时有可能存在的地裂或者滑坡的场地,必须采取科学合理的措施进行稳定;如果地基需要建立在最近填土和土层十分不均匀或者软弱粘性土层时,必须采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施。

建筑工程选址应注意的问题：四川汶川地震的震害情况表明，那些建在断裂带上和断裂带沿线的建筑物都完全倒塌，破坏极其严重。因此，建筑物建设地点的确定是极其重要的，它是决定建筑物抗震性能的前提条件，只有正确的选址方案，才能保证建筑物满足建筑抗震设计的相关要求，保证其安全性、可靠性。选择建筑场地时应根据工程的实际需要和工程地质、地震活动情况等相关资料，选择对建筑物抗震有利的地段，避开对抗震不利的地段，严禁在地震断裂带及断裂带沿线附近建造甲、乙、丙类建筑物。应避开地震时可能发生山体滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生灾害地段。汶川地震发生时，北川老县城发生规模较大的山体滑坡，王家岩山体在地震作用下瞬间崩塌，崩塌的山体倾泻而下瞬间摧毁山下及周边的建筑物，北川老县城的 5个街区的大部分建筑物被厚厚的土体掩埋，造成大量人员伤亡。这样的结果不是靠提高抗震设防等级、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避开此类危险地段，才能避免因选址不当所造成的严重的人员伤亡和财产损失。

3、重视建筑平面布置的规则性。在建筑平面布置方面,应尽可能的采用抗震概念设计原则,不能使用严重不规则的设计方案。有关资料表明,对于一些楼板布局不够规范时,要采取相应的楼板计算模型;对于平面不规则、立体不规则的建筑结构,必须采用空间结构计算模型。结构的规则性具体分为三个部分:第一是建筑主体必须具备良好的抗压能力,侧力结构不能变形,要尽可能的均匀;第二是建筑主体抗侧力结构的平面布置,建筑主体抗侧力结构的布置要注重同一侧的强度要均匀;第三是建筑主体抗侧力结构的布置要与周围的结构具有相同的刚度,必须保障良好的抗扭刚度。总之,重视建筑平面布置的规则性对于建筑的抗震设计十分重要。

建筑物平面设计应该注意的问题：建筑物的平面布置规则与否、是否对称和具有良好的整体性，也是影响建筑物抗震性能的重要因素之一。例如酒店、公寓、商场、住宅、体育馆等不同建筑物的使用功能不同，其平面布置也千变万化，其柱距、开间、进深、隔墙的布置、楼梯的位置、电梯井的布置等也有很大差别，如果柱子、墙体等布置不对称、不规则，使得平面刚度急剧变化，遭遇地震后，将发生严重的扭转破坏。因此，建筑设计时，应使柱子和抗震墙（剪力墙）等抗侧力构件均匀、对称布置，刚度较大的楼梯间、电梯井应尽可能居中布置，不要布置在建筑物的转角处。要尽可能作到使结构的质量和刚度分布均匀、对称协调，避免突变，防止在地震作用下产生扭转效应。

4、建筑物竖向设计应该注意的问题

建筑物的竖向布置设计也将对其抗震性能产生巨大的影响。近些年来，由于国民经济的迅速发展，商场、写字楼等高层、超高层建筑越来越多，其要求底层或下面几层大开间、大空间，这就形成了建筑物下面几层柱子和抗震墙（剪力墙）较少，层间质量和抗侧刚度沿建筑物高度分布不均匀，在抗侧刚度较差的楼层形成了对抗震极为不利的薄弱层，在地震作用下，引起较为严重的破坏。汶川地震中，有许多底层框架—抗震墙砌体房屋底层柱子直接破坏，建筑物由原来的 4 层直接变为 3层。主要原因就是，沿着建筑物高度方向，质量和抗侧刚度发生突变，底层柱子较少，抗侧刚度较小，地震作用下，底层柱子直接坏掉。所以，建筑物的竖向布置设计时，应尽可能使其沿竖向的抗侧刚度分布比较均匀，抗震墙（剪力墙）并使其能沿竖向贯通到建筑底部，不宜中断或不到底，尽量避免某一楼层抗侧刚度过小，以避免在地震作用下，因薄弱层的存在引起建筑物的倒塌。

四、提高建筑结构抗震能力的建议

建筑结构抗震设计是在不断的实例验证中逐渐分析,日益总结归纳出来的。在目前的房屋建设当中,抗震设计是十分有必要的。所以,建筑抗震设计在建筑设计中应该引起十分重视。为了设计出高抗震性的建筑物,在我看来需要注意以三点:第一,科学合理的建筑布局是不可缺少的,于此同时还有保证各个主要受力物体处在同一平面,在地震来临时要能禁得住压力。在墙段没有发挥作用之前,需要依照“强墙弱梁”的标准实施加强建筑物的承受力,防止地震强大的破坏力。第二,要按照不同的抗震等级,对梁、柱以及墙的节点使用相对应的抗震措施,确保建筑结构在地震作用下达到相关标准。为了保障钢筋混凝土在地震作用下不受破坏,要科学合理的添加合适的化学试剂,加强混凝土的强度与刚度,还有注意构造配筋的要求,尤其是要加强节点的构造措施。第三,必须设置多层抗震防线,一个良好的抗震体系对于地震的压力是十分重要的。抗震体系就如果人类身体的三道防线,不同等级的地震采取不同的防线。第一层不行,还有多层防线保护。这样的保护体系对于防震将是十分有效的。

五、结语

通过多年对于建筑结构抗震设计的研究，我国已经逐渐形成了自己的一套较为先进的、有效的抗震设计方法并日趋成熟，但是也有很多不足之处，需要我们在实践中加以完善。总之，要确保建筑结构中抗震设计能高效完成，应在遵循相关建筑抗震规范要求的原则上，进行科学的、合理的设计，确保建筑物具有稳定的、可靠的抗震性能，达到建筑物小震不坏、中震可修、大震不倒的标准。我们有理由相信，随着相关技术人员抗震设计水平的不断提高，我国的建筑工程结构抗震设计也会迈上更高的台阶。

参考文献:

[l]倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思考田.山西建筑,2010.

减振技术论文范文第2篇

1.1设计水量及水质

污水处理站处理规模为500m3/d，主要水质见表1。

1.2工艺流程

原水首先通过闸门井后自流入格栅井，截留污水中的漂浮物及大颗粒悬浮物后自流进入调节池，经过调节池后污水被提升到后续处理单元，依次流经厌氧池、缺氧池、MBR膜生物反应池，去除COD、TN和TP。

1.3工艺说明

原水首先通过闸门井后自流入格栅井，污水中的漂浮物及大颗粒悬浮物被截留去除，保护了后续处理单元的正常运行。格栅出水自流进入调节池，调节池具有调节进水水质和水量的作用，使后续单元进水水量和水质能尽可能均匀稳定。调节池中设置潜水搅拌机，防止悬浮物过度沉积。经过调节池后污水被提升到后续处理单元，依次流经厌氧池、缺氧池、MBR膜生物反应池。在厌氧池的厌氧条件下，聚磷菌吸收能快速降解的有机物，同时将体内的磷释放出来，为后续超量磷吸收做准备；在缺氧池内，反硝化菌将后续MBR好氧单元混合回流液中的亚硝酸盐、硝酸盐转化成氮气排除，实现污水脱氮，同时降解一部分有机物；在MBR生物反应池内悬浮态活性污泥在好氧条件下，通过新陈代谢作用，将污水中剩余有机污染物彻底分解为二氧化碳和水，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐，聚磷菌超量吸收磷，通过剩余污泥排放将磷从污水中去除。为了确保出水中总磷指标达标，还设置了辅助化学除磷设备，将除磷剂投加到污水中使磷形成不溶性沉淀物随剩余污泥排放而去除。经过MBR生物反应单元后，污水中绝大部分污染物已经被去除，通过MBR膜的过滤作用，将微生物和其它悬浮物完全截留，实现泥水分离。透过膜的清水由抽吸泵抽取达标排放。剩余污泥暂时排入储泥池，定期外运处置。

1.4各构筑物出水情况

污水处理站稳定运行后，随机取水样进行化验，得出各构筑物处理水质见表2。

1.5运行成本

污水处理站运行成本主要由电费、药剂费和人工费构成，根据实际运行情况，每天电费约0.63元/吨水，人工费每天0.08元/吨水，药剂费每天0.08元/吨水，该处理站每天实际运行费用为0.79元/吨水。

二、工艺对比

本方案工艺设计之初考虑的工艺有A2/MBR（O）工艺、氧化沟工艺、SBR工艺和A2/O工艺，经多方比较后，得出以下结论：首先，本次连片整治的污水治理主要采用生物处理工艺。而所选择的生物处理工艺不但要有很好的有机污染物去除能力，还需具有良好的脱氮除磷效果。其次，对于处理规模较大、用地紧张的民福家园污水处理站（500m3/d），需要采用构筑物和建筑物少，占地省，体积小（由此也能减少土建投资）的有动力高效生物处理工艺；最后，由于工期比较紧，且施工期内降雨较多，所选工艺需尽量减少土建工程量。目前，同时具有有机物去除和除磷脱氮功能的有动力生化处理工艺主要有氧化沟系列工艺、SBR系列工艺、A2/O工艺以及MBR工艺。总体原理都是利用聚磷菌在厌氧条件下，吸收快速降解有机物的同时，将体内的磷释放出来，然后在好氧条件下，实现磷的超量吸收，通过排出剩余污泥实现磷的去除；通过硝化菌在好氧条件下，将氨氮转化成亚硝酸盐、硝酸盐，然后通过反硝化菌在缺氧条件，吸收有机物的同时将亚硝酸盐、硝酸盐转化成氮气排出，实现氮的去除；有机污染物在厌氧、缺氧、好氧条件下，通过微生物的新陈代谢作用得以去除。

2.1氧化沟系列工艺

氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水流入其中通过活性微生物的代谢作用得到净化。氧化沟的脱氮除磷功能，通常是主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，厌氧区（或另设厌氧释磷池），从而达到脱氮除磷的目的。目前较为流行的氧化沟有多种形式，如：Carrousel氧化沟、双沟、三沟式氧化沟及Orbal多环型氧化沟等。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形或圆形，沟端面形状多为矩形，通常采用二沉池进行泥水分离。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。一般主要设计参数为：活性污泥浓度：≈1500-3000mg/L；水力停留时间：>20小时（有脱氮要求时）；容积负荷：0.1－0.3kgBOD5/(m3.d)。氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强等优点。但是，由于好氧区、缺氧区和厌氧区同处一沟中，各自的体积和溶解氧浓度会因进水浓度和日常操作的变化很难准确地加以控制，因此，对脱氮除磷的效果有限，控制不好也容易发生污泥膨胀，泡沫较多，污泥上浮等问题。氧化沟工艺由于其容积负荷偏低，水力停留时间很长，虽然抗冲击负荷能力强，但也付出生化反应池容积比其他活性污泥法通常高出1倍以上的代价，土建工程量大，土建费用高。另外，氧化沟工艺一般都应用于日处理量在万吨以上的大型市政及工厂污水处理工程中，小型污水处理工程中很少应用。

2.2SBR系列工艺

SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法，其改造形式有CASS、CAST等，通常用于中小型污水处理设施。生化处理过程：污水分批注入反应池，然后按顺序进行反应、沉淀，处理水（上清液）分批排出，然后进入闲置阶段，完成一个处理过程，以上五个阶段间歇交替运行，按时间编程自动控制的周期循环往复。进水初期，由于没有向系统供气，混合液中游离氧和残留在池内的游离氧首先被消耗，系统由缺氧状态转为厌氧状态。曝气初期，系统供氧不足，加之在静沉、排水、闲置阶段并未供氧，系统处于缺氧阶段。在曝气反应阶段，大量的氧气注入反应池（维持溶解氧在2～4mg／L之间），系统处于好氧阶段。在运行过程中厌氧、缺氧和好氧状态交替出现，有机污染物通过活性微生物代谢作用得以去除，同时实现脱氮除磷。SBR工艺运行的周期时长依负荷及出水要求而异，一般为4-12小时，具有脱氮除磷要求是通常为8小时，每天运行3个周期。SBR池形状以矩形为主，水深4～6米，排水时，为了不扰动沉淀污泥，通常滗水深度为总水深的1/3，则SBR水池容积与日处理污水量体积相当（如民福家园污水日处理量500m3，SBR水池有效容积就需500m3）。SBR工艺运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，效率高；池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击；反应、沉淀在一个水池内完成，结构紧凑。但有脱氮除磷要求时，SBR工艺也存在水力停留时间长，池容大，运行步骤多，电动阀门多的特点。由于排水时间短，且排水时要求不搅动沉淀污泥层，需要专门的排水设备（滗水器），因此，对滗水器的要求也很高。虽然SBR工艺的泥水分离是在比氧化沟工艺更理想的静止沉淀条件下进行的，但毕竟仍是重力沉淀方式，出水水质受制于污泥自身的沉淀性能，且出水悬浮物浓度高（通常>20mg/L），还需辅设机械过滤器等过滤装置，建设反冲洗水池，增加水泵，风机等反冲洗设备，进行深度处理。

2.3A2/O系列工艺

A2/O工艺亦称A-A-O工艺，按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷工艺。A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区（传统活性污泥法），聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧、缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，流程短，运行稳定。厌氧、缺氧、好氧池分离，易于控制其各自运行状态，脱氮除磷效果好。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%-95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。但A2/O工艺也存在如下各项的待解决问题，如：传统的A2/O工艺污泥增长有一定的限度，不易提高，除磷脱氮效果难于再行提高；传统的A2/O工艺好氧单元为普通活性污泥法，污泥浓度低（1500～3000mg/L），容积负荷小，导致水池池容大，土建费用高；泥水分离采用重力沉淀方式在二沉池中进行，出水水质也受制于污泥自身的沉降性能，且出水悬浮物浓度高（通常>10mg/L），还需辅设机械过滤器等过滤装置，建设反冲洗水池，增加水泵，风机等反冲洗设备，进行深度处理。

2.4A2/MBR（O）工艺

A2/MBR（O）工艺在普通A2/O工艺中引入MBR膜生物反应器，利用膜分离替代二沉池进行固液分离，污水处理效果不受污泥性状（例如污泥膨胀现象）和外界因素影响。出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，微生物浓度（可达8000mg/L以上）、容积负荷高，占地面积小，土建费用少，污泥产量小。由于膜技术的引入，一方面，悬浮物被完全截留，磷随出水悬浮物流失的渠道被彻底切断，磷的去除效果大为改善，且效果稳定，即使采取化学除磷措施，也不必再另设沉淀池；另一方面，可同时实现水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的分别控制，互不干扰，短水力停留时间和长污泥停留时间的状态可以并存，这有助于长世代周期的硝化菌和其它分解难降解有机物的特殊微生物的存留和繁殖，进而也有助于这些污染物的去除。由于微生物量稳定且不流失，除磷脱氮效果大为改善。

三、MBR技术优势

MBR污水处理技术有以下几个优点：

1.占地面积小，不受设置场合限制

传统处理工艺（格栅+调节池+厌氧池+缺氧池+好氧池+絮凝池+沉淀池+消毒池）流程较长，占地面积大，而MBR膜生物反应器由于能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，因此占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

2.可去除氨氮及难降解有机物

由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

3.污泥浓度高，COD、BOD去除效果好

由于膜组件的高效截留作用，将全部的活性污泥都截留在反应器内，使得反应器内的污泥浓度可达到较高水平，案例中的MBR生物反应池内污泥浓度最高时达到12g/L，大大降低了生物反应器内的污泥负荷，提高了对有机物的去除效率。

4.解决了剩余污泥处置难的问题

MBR工艺中，污泥负荷非常低，反应器内营养物质相对匮乏，微生物处在内源呼吸区，污泥产率低，剩余污泥产量很少，SRT得到延长，排除的剩余污泥浓度大，可不用进行污泥浓缩而直接进行脱水，大大减少污泥处置费用。

5.出水效果稳定

MBR工艺由于不用二沉池进行固液分离，从而解决了传统工艺中出现的污泥膨胀问题。

6.操作管理方便，易于实现自动控制

MBR工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

四、浸没式平板膜特点

减振技术论文范文第3篇

【关键词】主动悬架；模糊控制；PID控制；仿真

中图分类号：A715文献标识码： A

[Abstract] effect of automobile suspension performance directly vehicle ride comfort and handling stability, in order to overcome the passive suspension on improving vehicle performance constraints, in recent years there has been an active suspension system. Active suspension can according to the change of working conditions, real-time active adjustment and suspension produces the desired control force, the vibration suppression of body, the suspension in optimal damping state, to improve vehicle ride comfort and handling stability of.

[keyword] active suspension; fuzzy control; PID control; simulation

1引言

在悬架系统硬件设计不变的情况下，不同的控制规律会导致不同的控制效果；而且半主动悬架与全主动悬架相比仅仅是控制对象能量消耗方式不同，因此半主动悬架的控制律设计完全可以基于主动悬架的控制策略来进行，只需根据消耗能量的情况进行适当的修正。所以对主动悬架控制策略的设计与研究就显得更为有意义。

2半主动悬架的涵义

半主动悬架系统是无源控制，系统输入少量的调节能量来局部改变悬架系统的动特性（刚度或阻尼系数），作动器价格低、能耗小、结构简单，又因系统动特性变化很小，仅消耗振动能量，故稳定性好，同时减小振动的能力几乎和主动悬架一样，其控制品质接近主动悬架。因此半主动悬架技术日益受到人们的重视，已成为当今国内外学者和生产商研究和开发的热点。

3主动悬架控制的力学模型

尽管各种悬架的结构不同，但研究来自不平路面激励引起车体的垂直振动都可用1/4车辆力学振动模型表示。这是因为，虽然模型没有包括汽车的整体几何信息，也无法用它来研究汽车俯仰角振动及侧倾角振动，但它包含了实际问题中的绝大部分基本特征。当考虑如下特点时，1/4悬架是最简单有效也最为适宜的模型：（1）在保持正确有效性的前提下，减少系统描述参数；（2）尽量减少系统运行参数的数量；（3）利于控制律的探索。如果车身的质量分配系数在0.8～1.2之间，则认为车身前后部的振动是相互独立的，即说明研究的车型纵向结构完全独立，前后轮完全解祸，在对称激励输入时我们就可建立代表四分之一车辆的二自由度模型。用这种模型进行分析时，求解容易，计算量小，且对于大波长、低频激励更有效，研究人员通常用其验征控制理论的正确有效性。

4主动悬架控制器的设计

主动悬架控制的目的是为了达到汽车行驶平顺性和操纵安全性的要求，这一般是通过以下三个方面的改善来加以衡量，即车身垂直加速度，轮胎动载荷和悬架动行程。本文中取车身加速度为控制对象，以尽量减小车身加速度为目的，建立典型的按偏差控制的负反馈结构。其中 e 是偏差，即输出量与设定值之间的差；u 是主动悬架控制力，作用于被控对象并引起输出量的变化。

5半主动悬架系统发展的关键技术

（1）可调阻尼减振器

目前，在半主动悬架系统中改变弹簧刚度要比改变阻尼困难，因此半主动悬架研究主要集中在调节减振器的阻尼系数方面，即将阻尼可调减振器作为执行机构。

筒式减振器阻尼产生机理有两方面：一是减振器油液有黏度，二是减振器油液流经各节流口时产生阻力，即为减振器阻尼力。从简式减振器阻尼产生机理来看，实现阻尼调节的方式有两种：一是调节减振器油液的黏度，二是调节节流口的开度。

采用第一种方式（即调节减振器油液粘度）实现调节阻尼的减振器，根据不同的机理又可以分为两种：电流变减振器和磁流变减振器。磁流变（电流变）减振器是以磁流变（MR）液体（分散的铁粉微粒）为介质的柱式减振器，通过传感器感知悬架减振系统的运转，通过调节电流改变磁场（电场）强度，改变磁性流体的粘、剪特性，进而达到改变阻尼特性的目的。

采用第二种方式，通过调节节流口开度实现阻尼调节的减振器，是在传统双筒式减振器的基础上发展而来的。一般有两种实现方式：一是采用步进电机调节内置于活塞上的节流口实现调节阻尼，这种方式通过调节活塞杆芯转动阀片，控制活塞上的节流孔的开度大小，从而实现阻尼的连续调节；二是在原有的双筒式减振器基础上增加中间缸和电磁阀实现调节阻尼。理论和实际证明，采用调节节流口开度的方式实现阻尼调节成本较低，易于实现，经过结构优化，可以较好的解决阻尼迟滞现象，易于商业化。国外对之进行了大量研究，并已有商业化产品问世。有代表性的产品已如美国天纳克公司生产的电子减振器以及德国萨克斯公司生产的连续可变阻尼减振器。

（2）控制策略

skyhook阻尼控制策略是一种经典的半主动悬架阻尼控制策略。美国D・KARNOPP教授提出了该控制方法。skyhook阻尼控制策略能够大幅降低车身垂向振动加速度，而且有良好的鲁棒性。其所需测试仪器少，控制算法简单，因而是目前研究最多，也是应用最多的方法。单一的天棚阻尼控制提高了舒适性，却没有解决好操纵稳定性问题，根据天棚阻尼控制提出的地棚阻尼控制是以非簧载质量为控制对象的一种控制策略，与天棚刚好相反。综合天棚和地棚阻尼控制的优点而产生的混合阻尼控制算法，可以兼顾平顺性和操纵稳定性的要求，目前产业化的半主动悬架系统中采用的控制策略大都是基于skyhook理论的阻尼控制策略。

半主动悬架的控制策略还有很多，比如线性最优控制、预瞄控制、自适应控制、模糊控制等，但出于研究中，并未真正应用在商业化产品上。由于每种主动悬架的控制策略均各有利弊，因此对性能优化的控制器的研发，使各种控制策略的复合成为必然。比如说，主动降振技术的应用。如果当路况有变时再调整悬架系统，这就对执行机构提出了更高的要求，如果根据采集到的历史信号分析预测将来的路况，使悬架系统根据预测做出调整，这样的控制策略将有很大的发展前景。

（3）系统开发评价技术

系统开发评价技术包括系统构型定义、系统与整车匹配的技术、系统试验与评价技术等。半主动悬架的系统构型有多种类型，应根据应用对象（车型、使用工况等）、欲实现的控制功能、成本等诸多开发目标来进行系统构型的定义和规划，根据系统构型定义，进行具体开发工作时，涉及传感器、控制器、执行器等部件的选型和集成。在系统开发过程及与整车匹配过程中，应对半主动悬架系统的硬件在环仿真、在线标定、系统评价等技术给予关注。硬件在环仿真系统中应能够完成整车模型的仿真分析。在线标定系统中应满足道路标定试验的工作需要，具备数据测量、时域信号显示、功率谱分析和结果显示、在线调试、标定功能、悬架控制策略开发和评价系统。

6仿真建模及仿真结果分析

PID控制的主动悬架系统对于车身加速度峰值的改善非常显著，相对于被动悬架其改善的力度达到了50%左右，虽然在动挠度和动载荷方面其控制效果不太良好，但综合考虑的话，采用PID控制的主动悬架的性能还是要明显优于传统的被动悬架。

模糊控制虽然也能改善悬架的性能，其在动挠度和动载荷方面的控制效果优于PID控制的主动悬架，但我们可以看到在加速度这个最为重要的指标上其控制效果比不上PID控制，因此综合考虑的话，单纯使用模糊控制的主动悬架的整体控制效果比不上单纯的PID控制所取得的效果。

将模糊PID控制的仿真结果，与PID控制、模糊控制的结果相比较，容易看出，模糊PID控制在车身加速度这个最重要的性能指标远远优于其它三种控制策略，其对加速度的改善力度相对于被动悬架达到了65%左右，而且鲁棒性也要好于其它三种控制策略。因此，从车身加速度、悬架动挠度和车轮动载荷的这三个指标的综合考虑，模糊PID控制是这几种控制策略中最优的。

7 研究与开发工作展望

可调阻尼减振器的研究具有很大的潜力，方便应用在原有车型上，利于整车企业的应用。在实施过程中，应以整车企业为引导，努力培养像德尔福、博世、TRW、ZF、威伯科等一些专业的零部件企业，由整车企业明确划分悬架系统设计开发的权限与分工，由零部件企业的研发部门负责研发方向、确定系统特性参数，实现悬架产品的技术积累和升级换代。悬架系统是个复杂的系统工程，应以具备生产悬架能力的企业为主导，以电控系统开发商为配合，辅助高校和科研院所的科研力量，协同设计与开发。

目前在汽车悬架系统方面，我国除了钢板弹簧悬架的设计及应用比较成熟以外，其他的悬架技术的应用绝大部分还处于车型引进、仿制或直接购买产品阶段。悬架产品的设计开发滞后，一方面表现在设计手段落后，计算机应力分析、动态仿真在企业中应用还较少；另一方面没有建立起一套完善的设计评价体系，使我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发达国家相比明显落后。

在半主动悬架系统的研究开发方面，高校的相关专家及研究机构多年来做了大量的工作，目前已取得了一定的科研成果，但还未有商业化产品问世。半主动悬架系统的发展应以市场为导向，以促进产业化发展、奠定技术基础和形成能力、培养人才为出发点，由具有较强技术实力的企业牵头，联合国内外的有关研究所和高校等技术研究机构联合进行技术攻关和产业化开发，研究以开发环境建设、开发技术、评价技术研究为重点，突破执行器设计与工艺关键问题，形成产业化能力基础，全面提升我国半主动悬架开发的技术水平。

8结论

当前汽车工业得到迅猛的发展，汽车理论也越来越得到人们的重视。汽车悬架的主动控制技术是汽车动力学及汽车控制理论中的重要研究课题之一。论文就汽车的主动控制策略进行了一些研究，并且以桑塔纳后悬架单侧的结构参数为例在用Matlab十Simulink进行仿真计算，仿真结果表明汽车的平顺性得到很大的改善，并且具有较好的稳定性。本论文在对汽车主动悬架的发展全面了解和掌握国内外大量同类研究的基础上，重点对主动悬架的控制理论、控制方法进行了比较深入的研究与探讨，取得了较好的研究成果。

参考文献：

减振技术论文范文第4篇

关键词 装载机；油气减振；仿真；试验数据

中图分类号TH243 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0177-02

Matlab/simulink Simulation and Test Data Analysis of Hydropneumatic Vibration Reduction System of Loader Working Device

Zheng Li-xia

Abstract This paper p resents Structure， working principle and performance of testing of hydropneumatic vibration reduction system of loader working device，establishes vibration model of hydropneumatic vibration reduction system of loaderworking device，simulates by means of Matlab/simulink software，Carries on vibration reduction performance of hydropneumatic vibration reduction system from theoretical simulation and real vehicle testing。

Keywords Loader； Hydropneumatic vibration reduction； Simulation； Test Data

1装载机工作装置油气减振系统介绍

装载机在行驶过程中，由于工作装置、物料对颠簸的地面或障碍物作出的反应对整个车辆产生冲击，严重时整车会产生俯仰运动；在转场过程和单机长距离作业时，无法有效地衰减由于高速行驶引起的振动，严重地影响工作效率。目前，一般装载机工作装置的液压缸在行驶状态处于中位闭锁，与前车架之间近似刚性连接，而装载机工作装置油气减振系统是在两者之间安装一套根据阻尼动力吸振原理设计的减振系统，从而使两者成为油气弹性联接。

装载机工作装置油气减振系统主要包括气囊式蓄能器、电磁换向阀、可调节流阀、控制电路等。装载机工作装置油气减振系统有两种工作状态，一是装载机行驶时，电磁阀通电，装载机工作装置油气减振系统工作，如图1 a 所示；二是在铲掘作业时，电磁阀不通电，装载机工作装置油气减振系统不起作用，如图1b所示。

a. 装载机工作装置油气 b. 装载机工作装置油气

减振系统起作用时 减振系统不起作用时

图1 装载机工作装置油气减振系统原理图

1.吸油过滤器；2.工作油泵；3.多路阀动臂联；4.连接电磁换向阀和油管13的油路；5.连接电磁换向阀和油管14的油路；6.可调节流阀；7.开关；8.蓄电池；9.连接电磁换向阀和蓄能器的油路；10.蓄能器；11.电磁换向阀；12.连接电磁换向阀和油箱的回油油路；13.连接动臂举升油缸有杆腔和油管4的油路；14.动臂举升油缸无杆腔和多路阀动臂联的油路；15.连接多路阀动臂联和油箱的回油油路 16.动臂举升油缸；17.安全阀；18.回油过滤器；19.油箱

2装载机工作装置油气减振系统性能测试

性能测试是检验装载机工作装置油气减振系统的可行性和减振效果，采集试验数据以便进行分析和处理，找到合适的充气压力和管路的结构尺寸，提出合理的减振系统。试验中采用梯形状木块作为路障，试验车速约为20km/h。测试中，加速度传感器的安装位置为动臂和动臂举升油缸的绞接处，用测试点处的加速度绝对值作为系统减振性能的衡量指标。

图2 试验中的路障模型的截面尺寸

该油气减振系统减振效果的好坏直接受激振频率、减振系统的刚度和阻尼、载重的质量等方面因素的影响。在装载机空载和满载两种工作状况下，分别选择不同的蓄能器充气压力和液压管路管径进行试验和数据采集。液压油和举升油缸的结构不能进行改动，于是采用改变液压管路的管径来改变减振系统的阻尼，分别选定管径为φ10mm、φ19mm和径为φ19mm +φ10mm三种方案。

3装载机工作装置油气减振系统振动数学模型的建立

在研究过程中，装载机工作装置油气减振系统可简化为单自由度振动模型，如图3。

油气减振系统的运动微分方程为：

式中：x、―动臂负载m的位移、速度

y、―路面激励的位移、速度

θ―动臂举升油缸中心线与路面的夹角

―油液管路引起的压降

图3 装载机工作装置油气减振系统振动模型

其中，系统油液管路阻力引起的压降为：

即得单自由度线性振动数学模型：

4油气减振系统数学模型Matlab/simulink仿真曲线和试验数据曲线的对比分析

在仿真过程中采用一种时域内的路面模型，运用白噪声作为路面输入信号，利用Matlab/simulink编制动力学性能仿真程序，对装载机工作装置油气减振系统动力学性能进行仿真，并与试验数据作出对比分析。采用装载机经过路障的加速度变化作为评价目标，定量地评价减振效果。

将仿真得到的结果进行数据处理，得到仿真数据曲线和测试试验结果的曲线对比图。其中，试验和仿真中的测试点均为动臂与动臂举升油缸活塞杆绞结点位置处在竖直方向上的纵向加速度信号曲线。其中，油气减振系统管路内径取dL=19 mm；满载状况下，蓄能器的充气压力p0分别取5MPa、2MPa、1 MPa；空载状况下，蓄能器的充气压力分别取2MPa、1MPa。

图4 满载，p0=5MPa，dL=19 mm

图5 满载，p0=2MPa，dL=19 mm

图6 满载，p0=1MPa，dL=19mm

图7空载，p0=2MPa，dL=19 mm

图8 空载，p0=1MPa，dL=19 mm

由仿真曲线和试验曲线对比图可以看出，满载状况下，管路内径取dL=19mm时，蓄能器的充气压力分别取5MPa、2MPa、1 MPa时，仿真曲线和试验曲线同时满足蓄能器充气压力越高，装载机工作装置油气减振系统的减振性能越好；并且试验曲线的加速度峰值绝对值稍微高于仿真曲线的加速度峰值绝对值。空载状况下，管路内径 取dL=19mm时，蓄能器的充气压力取2MPa、1MPa时，仿真曲线和试验曲线同时满足蓄能器充气压力越高，装载机工作装置油气减振系统的减振性能越好；并且试验曲线的加速度峰值绝对值稍微高于仿真曲线的峰值绝对值。

5结论

通过试验结果和仿真结果的对比曲线可以看出，试验结果和仿真结果虽然存在着较大的误差，但结论一致，即蓄能器压力在测试范围内，蓄能器充气压力越高，油气减振系统的减振性能越好。

由在加速度测试点处的加速度时间历程可知，装载机前、后桥驶过凸块路障时均会对装载机产生较大冲击，从而加速度出现脉冲峰值，并且加速度峰值随车速的提高而增大。加速度最大脉冲峰值出现的时刻并无明显规律，这是因为加速度最大脉冲峰值既有出现在车轮接触凸块路障时的，也有出现在车轮落地时的；既有出现在前轮过凸块路障时的，也有出现在后轮过凸块路障时的。这就造成铲斗质心加速度出现脉冲峰值的时间不一致的原因。

参考文献

减振技术论文范文第5篇

关键字：粘滞阻尼器，抗震，原理，设计

一．概论

最近几年，地震在我国频繁发生，给人们带来了生命财产的严重损失，所以抗震成为保证结构安全的重要任务。现在世界各国普遍采用的传统抗震方法为“延性结构体系”，它的设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

在现代建筑的设计中，积极抗震方法已是大势所趋，尤其是消能减震的设计方法。结构消能减震体系是一种新的抗震防灾技术，是把结构的一些非承重构件(支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能构件，或在结构的一些部位(层间空间、节点、连接缝等)装设消能装置，在小风或小震时，本身有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；当出现大震或大风时，随着侧向变形的增大，消能构件先进入非弹性状态，产生比较大的阻尼，消耗输入结构的大部分能量，迅速衰减结构的振动反应，使主体结构避免出现明显的非弹性状态。

消能减震结构体系与传统抗震结构体系相比，具有安全性 、经济性、技术合理性和震后易于修复或更换的优点，故本文将对粘滞阻尼器做一系列的抗震设计探讨。

二、粘滞阻尼器

粘滞阻尼器的研究始于20世纪80年代末，美国和日本起步较早，目前已经运用到大量工程中，相应的也制定了设计规范、规程和设计手册。国内则相对起步较晚，始于20世纪90年代初。目前我国已在阻尼器的实验研究、开发以及工程应用等方面已取得一定的成就。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）也包含了应用阻尼器相关方面的内容。

粘滞阻尼器由缸筒、活塞、粘滞流体和导杆等组成。缸筒内充满粘滞流体，活塞可在缸筒内进行往复运动，活塞上开有适量的小孔或活塞与缸筒留有空隙。当结构因变形使缸筒和活塞产生相对运动时，迫使粘滞流体从小孔或间隙流过，从而产生阻尼力，将振动能量通过粘滞耗能消掉，达到减震的目的。

三、粘滞阻尼器原理

对于一般的工程结构,在地震或者风的作用下,一般为低频振动,频率小于3Hz ,阻尼器的刚度便可以忽略, 可近似认为阻尼系数不随振动频率的变化而变化,阻尼力、阻尼系数和活塞运动速度三者的关系可描述为:F = C・va，其中,a为阻尼指数，V为活塞运动速度,单位为(m/s)，F为阻尼器输出阻尼力(N)，C为阻尼系数(N ・s/ m) ;

研究结构消能减振技术要从结构在地震发生时的能量转换开始：

传统抗震结构:Ein = ER + ED + ES

采用粘滞流体阻尼器的消能减振结构:Ein = ER + ED + ES + EA

式中, Ein：地震时输入结构的地震能量;ER：结构物地震反应的能量, 即结构物振动的动能和势能；ED ：结构阻尼消耗的能量；ES ：主体结构及承重构件非弹性变形消耗的能量；EA：粘滞流体阻尼器消能装置消耗的能量。

如果ED 忽略不计,对于传统结构, 为了最后终止地震反应( ER 0) ,必然导致主体结构及承重构件的损坏、严重破坏或者倒塌( ES Ein) 。而对于采用粘滞流体阻尼器的消能减振结构,阻尼器率先进入消能工作状态, 大量消耗输入结构的地震能量( EA Ein) , 既能保护主体结构免遭破坏( ES 0) ,又能迅速地衰减结构的地震反应( ER 0) ,确保结构的安全。

四、粘滞阻尼器的抗震设计

进行抗震设计，首先要明确它的抗震目标。采用粘滞流体阻尼器的建筑,其抗震设防目标应高于传统抗震设计的抗震设防目标。在采用粘滞阻尼器消能减振设计时,暂时还无法做到在设防烈度下上部结构完全不受损坏或主体结构处于弹性工作阶段,但是与非消能减振及非隔震建筑相比,须有所提高, 也就是说: 在多遇地震下, 基本不影响使用功能和受损坏; 在设防烈度的地震下,无需修理仍可继续使用; 在高于本地区设防烈度的罕遇地震下,不危及安全和丧失使用功能；在罕遇地震下的层间弹塑性位移角限值, 应小于《规范》的规定。

液体粘滞消能器一般表现为非线性特征,大大增加了分析的难度。为此国内外的学者进行了大量研究工作，提出了多种等效线性化方法。仍采用振型分解反应谱法计算液体粘滞消能减振结构，确定消能结构的自振周期、振型和阻尼比是计算的关键。假定附加消能器的结构频率和振型与原结构（未加消能器的结构）相同，这样就可以按经典特征值问题求解安装消能器后的结构。

根据多个文献资料的讲述，将消能减震设计过程归纳为如图流程表

四、结语

从安全的角度考虑，现在已经有越来越多的建筑结构开始采用粘滞阻尼器，例如，南京奥体中心观光塔、北京奥林匹克公园国家会议中心、内蒙古会展中心等，而事实也证明，粘滞性阻尼器的确发挥了较为良好的减震作用。因此，粘滞阻尼器对于建筑结构消能减震具有重要的应用价值。

但是，将粘滞阻尼器应用在工程中，所采用的是一种组合结构，在工程中实际经验还是较少，尤其是工程师们在考虑采用这项技术时，应该安装多少阻尼器，在各种抗震设防标准情况下，应选用多大阻尼力以及效果并不是很明朗，因此在今后的研究中更需要加深其广度和深度，完善理论。尤其是多进行一些定量的分析会有更大的理论意义。

参考文献：

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[3] 周云、宗兰、张文芳，土木工程抗震设计[M]，科学出版社，2007

[4] 梁沙河、李爱群、彭枫北，变阻尼粘滞阻尼器的减震原理和力学模型分析，特种结构，2009.7

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[7] 孙黄胜、朱春梅、乔邦杰，粘滞阻尼器组合基础隔震结构分析，山东大学自然技术学报，2007.10

[8] 陈茂杰，结构抗震粘滞阻尼器优化设计及论证，哈尔滨工业大学优秀硕士论文，2009.6

[9] 魏锦涛，液体粘滞阻尼器及其在土木工程中的应用，四川建筑科学研究，2006.4

[10] 张晶，液体粘滞阻尼器在加固改造工程中的应用，工程抗震与加固改造，2008.2

[11] 陈永祁、杜义欣，液体粘滞阻尼器在结构工程中的最新进展，工程抗震与加固改造，2006.7