【技术实现步骤摘要】
本申请涉及桥梁风工程，具体涉及一种mtmd参数优化方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、目前tmd(tuned mass damper，调谐质量阻尼器)在大跨度桥梁中被应用广泛，其对结构涡振的控制效果十分显著，是当前最简单、最可靠的减振措施之一。其中，tmd由质量块、弹簧和阻尼器组成，将其设置在结构上时，结构振动的动能会转移至质量块，并由内部阻尼器耗散；不过，tmd减振效果对结构固有频率和tmd阻尼比的波动十分敏感。因此，为了改善tmd减振效果对结构固有频率和tmd阻尼比的波动十分敏感这一缺点，mtmd(multipletuned mass damper，多重调谐质量阻尼器)被逐渐采用，其由多个固有频率不同的tmd组成，可设置在受控结构的不同位置。
2、目前《公路桥梁抗风设计规范》(jtg/t 3360-01—2018)中规定：布置多重调谐质量阻尼器时，应优化多重调谐质量阻尼器的频率范围和阻尼比参数，不过其并未对优化方法或最优参数作具体规定。而在实际操作时，通常将mtmd中的各tmd按单个tmd的优化方式进行参数优化，但其无法使整体mtmd达到最佳的减振性能。
3、由此可见，如何有效实现mtmd的参数优化，以提升整体mtmd的减振性能是当前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种mtmd参数优化方法、装置、设备及可读存储介质，可以解决现有技术中存在的因将各tmd按单个tmd的优化方式进行参数优化而导致整体mtmd减振性能差技术问题。
3、基于预设的mtmd频率范围、预设的tmd阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比；
4、针对每一组频率范围-阻尼比，计算出mtmd中各个tmd的质量、刚度和阻尼系数；
5、基于目标强迫振动运动方程组以及各个tmd的质量、刚度和阻尼系数计算出目标桥梁结构在预设的广义力幅值和预设的各个广义力频率下达到稳态谐振时的最大广义单自由度位移；
6、根据所述最大广义单自由度位移、所述广义力幅值以及目标桥梁结构的模态刚度确定出目标桥梁结构在各个广义力频率下的最大动力放大系数；
7、通过最大动力放大系数计算出mtmd对目标桥梁结构的附加模态阻尼比；
8、待计算出每一组频率范围-阻尼比对应的附加模态阻尼比后，基于最大附加模态阻尼比对应的频率范围-阻尼比进行mtmd参数优化。
9、结合第一方面，在一种实施方式中，所述搜索步长包括频率搜索步长和阻尼比搜索步长，所述基于预设的mtmd频率范围、预设的tmd阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比，包括：
10、基于所述频率搜索步长对所述mtmd频率范围进行划分，得到多个目标频率范围；
11、基于所述阻尼比搜索步长对所述tmd阻尼比范围进行划分，得到多个目标阻尼比；
12、对多个目标频率范围和多个目标阻尼比进行两两组合，以形成多组频率范围-阻尼比。
13、结合第一方面，在一种实施方式中，在所述基于预设的mtmd频率范围、预设的tmd阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比的步骤之前，还包括：
14、获取所述目标桥梁结构在待控制模态下的模态频率和模态振型；
15、根据所述模态振型计算出目标桥梁结构的模态质量和模态刚度。
16、结合第一方面，在一种实施方式中，基于所述模态频率和预设的无量纲激励频率范围确定出广义力频率范围。
17、结合第一方面，在一种实施方式中，所述基于目标强迫振动运动方程组以及各个tmd的质量、刚度和阻尼系数计算出目标桥梁结构在预设的广义力幅值和预设的各个广义力频率下达到稳态谐振时的最大广义单自由度位移，包括：
18、针对广义力频率范围内的每个广义力频率，将所述广义力频率、所述广义力幅值、所述模态振型、所述模态质量、所述模态刚度以及各个tmd的质量、刚度和阻尼系数代入目标强迫振动运动方程组进行求解，并将稳态谐振时的最大广义单自由度位移作为与所述广义力频率对应的最大广义单自由度位移。
19、结合第一方面，在一种实施方式中，所述计算出各个tmd的质量、刚度和阻尼系数，包括：按照mtmd中不同频率的tmd的模态质量相等且频率间隔相同的原则计算出各个tmd的质量、刚度和阻尼系数。
20、结合第一方面，在一种实施方式中，所述mtmd频率范围为[0,0.5ωs]，所述tmd阻尼比范围为[0,1]。
21、第二方面，本申请实施例提供了一种mtmd参数优化装置，所述mtmd参数优化装置包括：
22、组合确定模块，其用于基于预设的mtmd频率范围、预设的tmd阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比；
23、第一计算模块，其用于针对每一组频率范围-阻尼比，计算出mtmd中各个tmd的质量、刚度和阻尼系数；
24、第二计算模块，其用于基于目标强迫振动运动方程组以及各个tmd的质量、刚度和阻尼系数计算出目标桥梁结构在预设的广义力幅值和预设的各个广义力频率下达到稳态谐振时的最大广义单自由度位移；
25、第三计算模块，其用于根据所述最大广义单自由度位移、所述广义力幅值以及目标桥梁结构的模态刚度确定出目标桥梁结构在各个广义力频率下的最大动力放大系数；
26、第四计算模块，其用于通过最大动力放大系数计算出mtmd对目标桥梁结构的附加模态阻尼比；
27、参数优化模块，其用于待计算出每一组频率范围-阻尼比对应的附加模态阻尼比后，基于最大附加模态阻尼比对应的频率范围-阻尼比进行mtmd参数优化。
28、结合第二方面，在一种实施方式中，所述搜索步长包括频率搜索步长和阻尼比搜索步长，所述组合确定模块具体用于：
29、基于所述频率搜索步长对所述mtmd频率范围进行划分，得到多个目标频率范围；
30、基于所述阻尼比搜索步长对所述tmd阻尼比范围进行划分，得到多个目标阻尼比；
31、对多个目标频率范围和多个目标阻尼比进行两两组合，以形成多组频率范围-阻尼比。
32、结合第二方面，在一种实施方式中，mtmd参数优化装置还包括参数确定模块，其用于：
33、获取所述目标桥梁结构在待控制模态下的模态频率和模态振型；
34、根据所述模态振型计算出目标桥梁结构的模态质量和模态刚度。
35、结合第二方面，在一种实施方式中，基于所述模态频率和预设的无量纲激励频率范围确定出广义力频率范围。
36、结合第二方面，在一种实施方式中，所述第二计算模块具体用于：
37、针对广义力频率范围内的每个广义力频率，将所述广义力频率、所述广义力幅值、所述模态振型、所述模态质量、所述模态刚度以及各个tmd的质量、刚度和阻尼系数代入目标强迫本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MTMD参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的MTMD参数优化方法，其特征在于，所述搜索步长包括频率搜索步长和阻尼比搜索步长，所述基于预设的MTMD频率范围、预设的TMD阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比，包括：
3.如权利要求1所述的MTMD参数优化方法，其特征在于，在所述基于预设的MTMD频率范围、预设的TMD阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比的步骤之前，还包括：
4.如权利要求3所述的MTMD参数优化方法，其特征在于：基于所述模态频率和预设的无量纲激励频率范围确定出广义力频率范围。
5.如权利要求4所述的MTMD参数优化方法，其特征在于，所述基于目标强迫振动运动方程组以及各个TMD的质量、刚度和阻尼系数计算出目标桥梁结构在预设的广义力幅值和预设的各个广义力频率下达到稳态谐振时的最大广义单自由度位移，包括：
6.如权利要求1所述的MTMD参数优化方法，其特征在于，所述计算出各个TMD的质量、刚度和阻尼系数，包括：按照MTMD中不同频率的TMD的
7.如权利要求1所述的MTMD参数优化方法，其特征在于：所述MTMD频率范围为[0,0.5ωs]，所述TMD阻尼比范围为[0,1]。
8.一种MTMD参数优化装置，其特征在于，所述MTMD参数优化装置包括：
9.一种MTMD参数优化设备，其特征在于，所述MTMD参数优化设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的MTMD参数优化程序，其中所述MTMD参数优化程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的MTMD参数优化方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有MTMD参数优化程序，其中所述MTMD参数优化程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的MTMD参数优化方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种mtmd参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的mtmd参数优化方法，其特征在于，所述搜索步长包括频率搜索步长和阻尼比搜索步长，所述基于预设的mtmd频率范围、预设的tmd阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比，包括：
3.如权利要求1所述的mtmd参数优化方法，其特征在于，在所述基于预设的mtmd频率范围、预设的tmd阻尼比范围以及预设的搜索步长确定出所有频率范围-阻尼比的步骤之前，还包括：
4.如权利要求3所述的mtmd参数优化方法，其特征在于：基于所述模态频率和预设的无量纲激励频率范围确定出广义力频率范围。
5.如权利要求4所述的mtmd参数优化方法，其特征在于，所述基于目标强迫振动运动方程组以及各个tmd的质量、刚度和阻尼系数计算出目标桥梁结构在预设的广义力幅值和预设的各个广义力频率下达到稳态谐振时的最大广义单自由度位移，包括：
6.如权利要求1所述的mtmd参数优化...
【专利技术属性】
技术研发人员：王哲尧，苑仁安，霍学晋，韩若愚，汪珍，邢龙飞，汤港归，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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