结构振动控制的概念及分类
振动控制原理
振动控制原理
振动控制原理指的是通过对振动系统进行控制，降低或消除系统的振动，并使系统能够稳定工作的技术原理。
在振动控制中，一般会采用控制器和执行器来实现振动的监测和抑制。
振动控制的基本原理是通过合适的控制算法，根据振动系统的输入输出关系，对系统进行有针对性的控制，从而达到减小系统振动幅度和频率，提高系统的稳定性和运行效率的目的。
振动控制的核心思想是通过调节系统的力、位置或速度等参数，使系统的振动能量减小或分散到其他影响较小的频段中。
常见的振动控制方法包括被动控制和主动控制。
被动控制是指通过连接阻尼器、减振器等被动元件来消耗和分散振动能量，从而减小系统振动的幅度。
被动控制通常适用于频率固定的振动问题，而对于频率变化较大或需要更加精确的控制问题，主动控制则是更为有效的方法。
主动控制是指通过对系统输入信号进行实时调整和控制，实现对系统振动的主动抑制。
主动控制通常需要使用传感器来监测系统的振动状态，然后通过控制器对执行器进行控制，对系统进行实时调整。
主动控制方法通常包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。
振动控制的应用领域非常广泛，包括工程结构防振、车辆振动控制、航空航天、机器人、医疗设备等。
振动控制可以降低噪声、提高系统的稳定性和寿命，同时也可以提高系统的运行效率和精度。
尽管振动控制领域存在一些挑战，如控制算法的设
计、系统模型的准确性、实时性等问题，但随着技术的不断进步，振动控制技术在各个领域的应用前景仍然非常广阔。
机械振动系统与机械振动分类
机械振动系统与机械振动分类1. 机械振动系统简介机械振动系统是指由于外界激励或系统自身特性而引起的物体或结构产生振动运动的系统。
机械振动系统广泛应用于工程领域，如机械制造、工程结构、航空航天等。
了解机械振动系统及其分类对于研究和应用机械振动具有重要意义。
2. 机械振动分类机械振动可以根据不同的分类标准进行分类，包括运动形式、激励方式、振动特性等。
2.1 运动形式机械振动根据物体或结构的运动形式可以分为自由振动和强迫振动。
2.1.1 自由振动自由振动是指系统在无外界激励的情况下，由于系统本身的特性而产生的振动。
自由振动分为自由衰减振动和自由无衰减振动两种形式。
自由衰减振动是指振动系统在没有外界激励的情况下，由于系统阻尼的存在而衰减的振动。
在自由衰减振动中，振动幅值呈指数衰减。
自由无衰减振动是指振动系统在没有外界激励的情况下，没有阻尼或阻尼较小而不影响振动的情况下产生的振动。
在自由无衰减振动中，振动幅值保持不变。
2.1.2 强迫振动强迫振动是指系统由外界激励引起的振动。
外界激励可以是周期性的，也可以是非周期性的。
强迫振动分为共振和非共振两种形式。
共振是指外界激励频率与系统的固有频率相等，从而使得系统振动幅值达到最大的状态。
共振时，振动幅值会明显增大，甚至会出现破坏性振动。
非共振是指外界激励频率与系统的固有频率不同，振动幅值会有所减小。
2.2 激励方式机械振动根据激励方式可以分为有源振动和无源振动。
有源振动是指通过外部能量源对振动系统进行能量输入的振动。
典型的有源振动系统包括激励器、驱动器等。
无源振动是指在自由振动状态下，由于外界条件或系统初始激励引起的振动。
无源振动通常分为两种情况，即系统外力激励和几何和材料非均匀性。
2.3 振动特性机械振动根据振动特性可以分为单自由度振动和多自由度振动。
单自由度振动是指一个自由度的振动系统，在一个平面或轴向上只有一个振动方向的振动。
典型的单自由度振动系统包括单摆、弹簧振子等。
振动分析
振动分析振动分析是计算机辅助工程学中的一个重要技术。
它主要是通过对系统所发生的振动进行分析和计算，得出相应的特征参数，并在此基础上提出有效的控制方法，以达到科学、合理地设计、维护和控制各种工程设备的目的。
本文将从振动分析的原理、分类、应用及其在各个领域的研究与探索等方面进行详细的解读。
一、振动分析的基本原理1.振动的概念振动是物体围绕着平衡位置做规则周期性的运动，同时这个运动方式又使得它们之间施加相应的作用力，进而导致物体发出声音、震动等现象。
换句话说，物体在空间中不断地发生快速反复的运动，这种运动方式被称之为振动。
2.振动的种类振动分为自由振动和强迫振动两种类型，其中自由振动是指的物体自身发生的无外力作用的振动；而强迫振动是指作用在物体上的外力作用下所产生的振动。
这里我们主要讲述的是自由振动，因为强迫振动需要采用不同的计算方法。
3.振动的分类根据振动的形式和性质特征，振动可以分成多种类型，如：（1）简谐振动：物体在周期内运动速度、加速度大小及方向都是相同的。
（2）非简谐振动：物体在周期内运动速度、加速度大小及方向都会变化。
（3）阻尼振动：物体进行振动时受到来自周围环境的阻力作用。
（4）无阻尼振动：物体进行振动时不受任何阻力作用。
（5）共振：外力频率与机构本身固有振动频率一致，便容易引起共振现象。
二、振动分析的分类根据振动分析的对象和方法不同，可将其分为以下几种类型：1.结构振动分析：主要研究结构物在外部激励下的应力响应及其变形等信息。
其主要应用于大型工程的设计、优化、调试等过程中，以判断各组件间的相互影响，并找出问题所在，进而提高整个结构系统的安全性、稳定性和耐久性等方面的指标。
2.机械振动分析：主要研究与机械有关的各种振动问题。
在制造和运行机械设备时，借助于振动分析手段可以有效地寻找故障出现的原因，并及时采取相应的维修措施，以确保机械的正常运转。
3.流体振动分析：主要研究流体中所发生的各种形式的振动问题。
机械振动分析及其在汽车工程中的应用
机械振动分析及其在汽车工程中的应用引言机械振动是工程中一个重要的研究领域，它在多个工程学科中都有广泛的应用。
在汽车工程中，机械振动分析的应用尤为重要，它涉及到车辆的舒适性、性能和可靠性等关键方面。
本文将介绍机械振动的基本概念和原理，并阐述其在汽车工程中的应用。
一、机械振动基本概念1. 振动的定义和分类振动是物体围绕某个平衡位置来回运动的过程。
根据振动的性质，可以将振动分为自由振动和受迫振动。
自由振动是指物体在没有外界干扰力的情况下自身发生的振动，而受迫振动是指物体在外界施加作用力下发生的振动。
2. 振动的描述和参数振动可以通过振幅、频率、周期和相位等参数来描述。
振幅是指振动物体离开其平衡位置的最大位移；频率是指在单位时间内振动的次数；周期是指完成一个完整振动过程所需要的时间；相位是指振动物体在某一时刻与参考物体之间的位置关系。
3. 振动的原理和影响因素振动的原理可以通过牛顿第二定律和胡克定律来解释。
物体振动的频率受到物体质量、弹性系数和外界作用力等因素的影响。
振动还受到阻尼和非线性效应的影响，这些因素会改变振动的幅值、频率和稳定性。
二、机械振动的分析方法1. 模态分析模态分析是一种用于研究结构振动模态和特性的方法。
通过模态分析，可以得到结构的固有频率、振型和振动模态等信息。
在汽车工程中，模态分析可以帮助设计师预测车辆在行驶过程中的振动情况，并优化车辆的结构设计。
2. 计时域和频域分析计时域分析是指通过对时间序列数据进行分析，来了解振动的时域特性。
频域分析则是通过对振动信号进行傅里叶变换，将其转换为频率域上的频谱分析。
这两种方法在汽车工程中常用于研究车辆的振动和噪声问题。
3. 有限元分析有限元分析是一种基于有限元法的数值计算方法，它可以用于求解结构的振动特性。
在汽车工程中，有限元分析可以用于模拟车辆在不同路况下的振动响应，并评估车辆的舒适性和结构可靠性。
三、机械振动在汽车工程中的应用1. 车辆悬挂系统设计车辆悬挂系统对车辆的振动和舒适性具有重要影响。
消能减震技术——屈曲约束支撑
消能减震技术——屈曲约束支撑摘要：消能减震装置已被应用于许多新建建筑和抗震加固工程中。
消能减震装置的分类方法有多种。
本文主要对屈曲约束支撑进行叙述。
关键词：消能减震装置，屈曲约束支撑一、国内外现状20世纪70年代, 国际土木工程界首次提出了结构振动控制的概念。
美国是开展消能减震(振)技术研究较早的国家之一。
早在1972 年竣工的纽约世界贸易中心大厦就安装了10000个粘弹性阻尼器(减小风振)。
日本是结构控制技术应用发展最快的国家, 特别是1995年神户地震发生后, 采用结构控制技术的建筑如雨后春笋般涌现出来。
在加拿大, Pall型摩擦阻尼器已被应用于许多新建建筑和抗震加固工程中, 在减小结构的振动作用时, 还取得较好的经济效益。
20世纪80年代初, 我国土木工程界王光远院士首先引入了结构振动控制的概念, 随后国内土木工程界的广大学者、研究人员深入展开了结构隔震、消能减震、吸振减震、主动控制、半主动控制和混合控制等方向的研究, 理论和试验研究、方案设计、结合实际工程分析研究、试点工程和应用等工作逐步推进, 并朝着标准化、规范化、产业化的方向迈进。
从90年代以来, 我国学者和工程技术人员也致力于该技术的研究与工程实用。
二、效能减震产品的分类消能减震装置的分类方法有多种。
按其与位移、速度的相关性可分为位移相关型消能减震器（如摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器和屈曲约束支撑）、速度相关型消能减震器（如粘滞阻尼器）和速度位移相关型消能减震器（如粘弹性阻尼器）；按其制造材料可分为金属消能减震器、粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器；按其消能减震机理可分为摩擦消能减震器、弹塑性消能减震器、粘滞阻尼器（粘弹性阻尼器）。
2.1屈曲约束支撑概述屈曲约束支撑(Buckling Restrained Brace——简称BRB)主要由内芯耗能单元，外围约束单元与两者之间的缝隙或无粘结材料组成。
内芯单元为钢芯，截面形式多为“一”形、“十”形、“H”形等多种形式：外围约束单元多为纯钢构件或钢管混凝土构件；无粘结材料有硅胶板，橡胶板等多种材料。
浅析结构振动控制技术的原理和应用
技术改造浅析结构振动控制技术的原理和应用李维赞 谢 永（隔而固（青岛）振动控制有限公司，山东 青岛 266108）摘 要：当前建筑行业在振动控制技术方面还有很多问题有待进一步研究。
过去的抗振结构体系只通过提高结构本身的抗振性能来抵抗。
此方法影响有限，安全性较差。
因此，目前只有地震调整技术才能满足当前建设项目的需要，其发展前景和强大的经济效益日益突出。
关键词：结构振动；控制技术；原理；应用引言：近年来结构振动控制技术的应用日益广泛，结构振动控制技术的应用对象日益增多。
针对这一趋势，本研究介绍了常用的结构振动控制技术的原理，并对其优缺点进行了全面的说明；并简要介绍了相关应用。
1振动控制技术的必要性在中国，随着城市化进程的逐步加快，振动控制技术在建筑业中发挥着越来越大的作用。
第一，在建筑中应用防振技术，不仅可以有效地减少地震、水灾等自然灾害的破坏，还可以大大提高建筑的抗外部冲击能力。
第二，在建筑中应用防振控制技术可以有效地分配地震产生的能量。
近年来，国际建筑专家对这类结构监管的研究备受关注。
借助于结构本身和控制系统来承受荷载，结构处于不良状态，并能在发生大地震时保持球形的霍尔灵，有效地分配了地震带来的能量。
此外，该技术的工作原理和概念非常明确，适用于不同的建筑结构和不同程度的地震强度。
2被动控制2.1隔振技术所谓的减振，是指放置在建筑结构中有效地消耗地震能量的柔性连接，并通过设置这些柔性连接来降低地震能量。
此原则可控制建筑的变形，由于柔性连接可以起到"隔震"、"吸震"的作用，能够最大限度地减少地震产生的能量，保护建筑结构，并确保建筑结构的安全和稳定。
减轻地震对上部结构造成损坏的目的，而且建筑装修及室内设备也得到有效保护。
结构最常用的隔振技术是使用隔振支座来延长结构的自然振动周期，并避免土体的运动高峰时间，从而降低结构的地面运动能量。
此隔振方法减小了结构在地震荷载作用下的响应也存在一定的不足，仅适用于4层中低的剪力墙结构。
振动控制-主动、半主动
振动控制-主动、半主动⽬录0．前⾔ (1)0．1 结构振动控制研究与应⽤概况 (1)1．结构振动主动控制、半主动控制 (2)2．结构振动控制分类 (3)3．各类控制系统构造及性能 (4)3．1 结构振动主动控制概述 (4)3．1．1 主动控制控制原理 (5)3．1．2 加⼒⽅式及加⼒位置 (7)3．1．3 控制装置 (8)3．2 结构振动半主动控制概述 (8)4．结构振动主动控制、半主动控制算法 (11)4．1 主动控制算法 (12)4．1．2 ⼏种算法的简单介绍 (13)4．2 半主动控制算法 (21)4．3 智能控制算法 (22)5．结构主动、半主动控制系统分析⽅法及设计⽅法 (24)5．1 主动控制系统的最优控制⼒设计与分析 (25)5．1．1 主动控制系统的最优控制⼒设计 (25)5．1．2 主动最优控制⼒和受控反应特征分析 (26)5．2 结构主动变阻尼和智能阻尼控制系统的最优控制⼒设计与分析 (30) 5．2．1半主动最优控制⼒设计 (31)5．2．2系统反应分析 (36)5．3 结构主动变刚度控制系统的最优控制⼒设计与分析 (37)5．3．1主动变刚度最优控制⼒设计 (37)5．3．2系统反应分析 (40)6．结构振动主动控制、半主动控制系统的⼯程应⽤ (41)6．1 AMD控制系统的⼯程应⽤ (41)6．2 结构主动变刚度控制系统的⼯程应⽤ (41)6．3 结构主动变阻尼控制系统的⼯程应⽤ (42)6．4 其他结构振动控制系统的⼯程应⽤ (42)7．研究展望 (43)7．1 结构振动主动控制、半主动控制的研究与发展⽅向 (43)7．2 结构振动控制的有待研究的问题 (43)8．结语 (43)参考⽂献 (44)主动控制、半主动控制综述0．前⾔0．1 结构振动控制研究与应⽤概况结构振动控制技术与传统的依靠结构⾃⾝强度、刚度和延性来抵抗地震作⽤的做法不同，通过在结构中安装各种控制装置，从⽽达到减⼩结构地震反应、保障结构地震安全的⽬的。
建筑振动工程手册
建筑振动工程手册引言:建筑振动工程是指通过有效的振动控制措施来减少建筑物受到的振动干扰，保障建筑物使用者的安全与舒适度。
本手册将介绍建筑振动工程的相关概念、评估方法以及常用的控制措施，旨在提供给工程师和相关人员一个全面的参考手册。
一、建筑振动概述：建筑振动是指由于周边环境、人为因素或者其他原因引起的建筑物本身的振动。
建筑振动可以分为自然振动和人为振动两种类型。
自然振动是指由周边环境引起的振动，如地震、风力等。
人为振动则是指由人类活动引起的振动，如交通运输、工业设备等。
二、建筑振动评估方法：1.振动传递路径分析：通过分析振动源传递到建筑物的路径，确定振动的传播途径，并对传播路径进行评估。
传播路径中包括地面、建筑结构和室内空间。
2.振动感知评估：对建筑物内的人员进行调查和观察，了解他们对振动的感知程度。
可以通过问卷调查、主观评价以及客观测量等方法进行评估。
3.振动测量：通过使用振动传感器对建筑物进行振动测量和监测。
可以测量的参数包括振动加速度、振动速度和振动位移等。
三、建筑振动控制措施：1.结构措施：通过改善建筑物的结构设计和施工工艺，提升其抗震性能和减震能力。
例如采用抗震隔震装置、减振器等。
2.隔音措施：通过改善建筑物的隔音性能，减少外界的振动传入。
可以采用隔震墙、隔音门窗等措施。
3.振动源控制：采取措施来减少振动源对建筑物的振动干扰。
例如控制交通运输的振动、减少工业设备的振动等。
4.声学设计：通过合理的声学设计，降低建筑物内部的振动噪声。
例如选择合适的材料、采用吸音材料等。
结论：建筑振动工程是一个复杂的领域，需要综合考虑建筑结构、环境因素以及使用者的需求。
通过合理的振动评估和控制措施，可以保障建筑物的稳定性和舒适度。
本手册介绍了建筑振动的概念、评估方法以及常用的控制措施，希望能够为相关人员提供实用的参考。
参考文献：1.张三,建筑振动工程导论, XX出版社, 2010.2.李四,建筑振动评估与控制, XX出版社, 2015.。
振动基础知识点总结
振动基础知识点总结一、基础概念1. 振动的定义振动是指物体相对固定位置或平衡位置的周期性运动。
当物体相对于平衡位置发生周期性移动时，我们就称其为振动。
在自然界和日常生活中，我们可以观察到很多不同形式的振动，比如弹簧的拉伸振动、弦的横向振动、机械系统的转子振动等。
2. 振动的分类振动可以根据其运动形式、引起振动的原因、系统的特性等多种方式进行分类。
常见的分类方式包括：- 按运动形式可分为直线振动、旋转振动和复合振动；- 按引起振动的原因可分为自由振动、受迫振动和阻尼振动；- 按系统的特性可分为单自由度振动和多自由度振动等。
3. 振动的基本参数在描述振动时，常用的基本参数包括振幅、周期、频率、角频率、相位等。
这些参数描述了振动的幅度、速度和相位关系，是分析和描述振动运动特性的重要工具。
二、自由振动1. 自由振动概念自由振动是指系统在没有外力作用下的振动运动。
在自由振动的过程中，系统的振幅会随着时间不断变化，最终趋于稳定。
自由振动的运动方程一般为二阶线性微分方程，解析求解需要用到振动的基本理论知识。
2. 自由振动的特性自由振动的特性主要包括振动频率、振幅和相位。
对于简谐振动系统，其振动频率和振幅与系统的质量、刚度和阻尼相关。
而相位描述了系统中各个振动部件之间的相对位置关系。
3. 自由振动的应用自由振动的应用非常广泛，比如桥梁的结构振动、地震的振动运动、建筑物的自由振动等。
通过对自由振动的分析，可以评估结构的稳定性和安全性，为工程设计和地震防护提供重要参考。
三、受迫振动1. 受迫振动概念受迫振动是指系统在外部周期性力作用下的振动运动。
在受迫振动的过程中，系统受到外部力的影响，振动的频率和振幅会受到外部力的调控，产生共振等现象。
2. 受迫振动的特性受迫振动的特性与外部激励力的频率和幅度有关。
当外部激励力的频率接近系统的固有频率时，系统会产生共振现象，振动幅度会急剧增大。
另外，受迫振动也与系统的阻尼特性相关，阻尼会削弱系统的受迫振动响应。
结构振动控制的概念与分类
结构振动控制的概念及分类-----------------------作者：-----------------------日期：耗能方案耗能减震技术的研究、应用与发展一、结构振动控制的概念及分类传统的抗震设计是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，以满足结构抗震设防标准，小震不坏，中震可修，大震不倒。
而这种抗震方式缺乏自我调节能力，在不确定的地震作用下，很可能无法满足安全性的要求；另一方面，在满足设计要求的情况下，结构构件的尺寸可能需做得很大，这样既给建筑布置带来一定的困难，在经济上又要增加相当多的投资。
近年来，在土木工程领域新兴一种新型的抗震方式——结构振动控制，即对结构施加控制机构，由控制机构和结构共同承受地震作用，以调谐和减轻结构的地震反应。
结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。
被动控制——无外加能源的控制，其控制力是由控制装置随结构一起振动变形而被动产生的。
被动控制可分为基础隔震技术、耗能减震技术和吸能减震技术。
主动控制——有外加能源的控制，其控制力是由控制装置按某种控制规律，利用外加能源主动施加的。
主动控制系统由传感器、运算器和施力作动器三部分组成。
主动控制是将现代控制理论和自动控制技术应用于结构抗震的高新技术。
主动控制有主动拉索系统（ATS）、主动支撑系统（ABS）、主动可变刚度系统（AVSS）、主动质量阻尼系统（AMD）等。
主动控制研究较多的国家是美国、日本和中国，我国自80年代末期开始研究主动控制。
目前，主动控制在土木工程中的应用已达30多项，如日本的Takenaka实验大楼和Kankyu Chayamechi大楼。
半主动控制——有少量外加能源的控制，其控制力虽也由控制装置自身的运动而被动的产生，但在控制过程中控制装置可以利用外加能源主动调整自身的参数，从而起到调节控制力的作用。
现有的半主动控制技术包括：半主动隔震装置、半主动T MD、半主动力触动器、半主动变刚度装置和半主动变阻尼装置等。
振动总结归纳
振动总结归纳振动是物体在受到外力作用时产生的周期性运动。
它是自然界中常见的现象，也是工程设计和科学研究中重要的内容之一。
通过对振动现象的观察与研究，我们可以深入理解物体的结构与特性，为实际应用提供有益的指导。
本文将对振动进行总结与归纳，探讨其基本原理、种类与应用。
一、振动的基本原理振动是一个复杂的物理现象，其基本原理涉及到力的作用和运动的相互关系。
振动的发生是由外力引起的，当物体受到外力作用时，会产生弹性形变，从而使得物体回到平衡位置。
这种回到平衡位置的运动称为固有振动。
二、振动的种类1. 机械振动机械振动是指由机械系统引起的振动。
例如，弹簧振子、摆钟等都属于机械振动。
机械振动具有周期性、谐振频率等特点，对于工程设计和精密仪器制造有着重要的影响。
2. 光学振动光学振动是指光的传播过程中的振动现象。
当光通过介质时，会受到介质分子的影响，产生频率不同的振动。
这种振动对于光的传播和介质的性质具有重要的影响，例如色散、折射等现象。
3. 电子振动电子振动是材料中电子的振动现象。
在晶体中，电子可以通过晶格振动来传递能量，形成电子声子耦合。
电子振动对于材料的导电性、热导率等具有重要的影响。
三、振动的应用1. 振动传感技术振动传感技术是一种利用振动特性进行测量和监测的技术。
例如，振动传感器可以用于检测机械设备的故障与损伤，预测设备的寿命。
振动传感技术在工业制造、航空航天等领域有着广泛的应用。
2. 振动控制技术振动控制技术是通过改变外力或调节系统参数，来减小或抑制振动现象的技术。
例如，在建筑结构设计中，可以采用减振器来降低地震或风振对建筑物的影响。
振动控制技术在工程安全和舒适性的改善方面发挥着重要作用。
3. 振动工程振动工程是研究和应用振动理论的一门工程学科。
它涉及到结构的振动特性、设计的优化与改进，以及对振动环境的分析与评估。
振动工程在建筑、桥梁、交通工具等领域有着广泛的应用，可以提高结构的稳定性和安全性。
四、振动的发展趋势随着科学技术的不断进步，振动研究也在不断发展。
大一机械振动知识点总结归纳
大一机械振动知识点总结归纳机械振动是机械工程中的一个重要概念，涉及到许多相关的知识点。
本文将对大一学习机械振动的知识点进行总结和归纳，帮助读者对该领域有个全面的了解。
以下是对机械振动的定义、分类、影响因素以及振动的控制方法等方面的概述。
一、定义机械振动是指机械系统中物体偏离平衡位置后发生的带有周期性的强迫运动。
它通常由外力或者机械系统自身的特性引起。
二、分类1.自由振动：机械系统在无外力作用下进行的振动。
其频率由机械系统的自身属性决定。
2.强迫振动：机械系统受到外界周期性作用力的影响而发生的振动。
其频率由外界作用力的特性决定。
3.阻尼振动：机械系统受到摩擦或媒质阻尼的影响而发生的振动。
阻尼可以分为无阻尼、欠阻尼和过阻尼三种情况。
三、影响因素1.质量：物体的质量对振动频率和振幅有很大影响。
质量越大，振动频率越低，振幅越大。
2.刚度：机械系统的刚度决定其固有频率，刚度越大，固有频率越高。
3.阻尼：阻尼对振幅和振动频率均有影响。
适当的阻尼可以减小振动幅度并维持稳定的频率。
四、振动的控制方法1.调整刚度：通过调整机械系统的刚度，可以改变其固有频率，从而控制振动的特性。
2.增加阻尼：适当增加系统的阻尼能够减小振动幅度，提高系统的稳定性。
3.加装隔振器：隔振器能够吸收振动能量，使得机械系统的振动不会对周围环境造成太大的干扰。
4.优化结构设计：合理设计机械结构，尽量避免共振发生，减小振动幅度和对机械系统的损伤。
五、结语以上是对大一机械振动知识点的总结和归纳。
机械振动在机械工程中具有重要的应用价值，因此对其进行深入了解和掌握是非常必要的。
希望本文对读者在学习和应用机械振动方面有所帮助。
阻尼器的附加阻尼比计算李伟豪
阻尼器的附加阻尼比计算李伟豪发布时间：2021-07-28T11:56:11.153Z 来源：《基层建设》2021年第14期作者：李伟豪[导读] 为改善传统抗震方法的不足，有学者提出了结构振动控制这一概念。
结构振动控制是采用某种方法控制结构在外荷载作用下的各项反应值广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要：为改善传统抗震方法的不足，有学者提出了结构振动控制这一概念。
结构振动控制是采用某种方法控制结构在外荷载作用下的各项反应值，使其不超过工程要求的限值，以满足工程要求。
本文主要着重于对附加阻尼比的计算方法进行分析研究。
关键词：消能减震；阻尼器；滞回耗能1.阻尼器的发展现状通过相关研究的试验研究及相应的有限元数值分析，从云图中可以看出，铅芯及叠层钢板橡胶处均出现了较大的应力，但最大应力出现在上下连接钢板与叠层的连接部位，这是由于支座的水平移动，而连接钢板是固定的，会产生很大的剪切力。
根据应力云图判断支座破坏的先后依次是下连接钢板、上连接钢板、中间层、铅芯。
对支座按照剪应变幅值由小到大循环加载，剪应变为50%时，加载频率为0.3Hz，幅值达到100%时，加载频率减小为0.1Hz，采取水平方向的正弦波加载方式，采用位移控制加载，模拟工况见表4-1，可得橡胶垫得力-位移滞回曲线可以明显看出阻尼器在添加后，吸收了地震作用下绝大部分的能量，使得结构在得到了很好的控制。
由于现有的科学技术还不能对地震提前做出准确预测，因而如何有效增强结构的抗震能力是当前的重中之重。
传统的抗震方法一般采用提高材料强度及配筋率等方式，通过结构自身的承重构件的破坏消耗地震输入到结构的能量，对于传统的抗震结构，在地震发生后，一般会使结构构件发生比较严重的损坏，有的甚至倒塌。
此外，在提高材料强度和结构刚度的同时，也会使建筑断面增大、使用面积减少，同时工程造价也会急剧增加。
因此，积极开展抗震减灾，并最大水平地减少地震灾害该当是我国的一项基本国策。
隔震技术在建筑结构中的应用与发展
江西建材
隔震技术在Байду номын сангаас筑结构中的应用与发展
应用研究
吴海鹏 （ 南昌三孚实业发展有限公司，江西 南昌 330038）
摘要： 工程结构振动控制作为防灾减灾学科的前沿研究领域，近二十多年来备受国内外学者的重视。结构振动控制技术不仅改变了 工程结构抗御灾害的传统概念、方法和手段，而且使得工程结构的抗震可靠性、抗风舒适度和抗振性等抗御灾害的能力和水平 大幅度提高。本文从隔震和消能减震的角度，对目前建筑工程领域结构控制技术进行了综合评述。
关键词： 隔震技术 建筑结构
结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和 混合控制四类。被动控制其控制力是控制装置随结构振动而 产生的，它具有装置简单、经济和易于实现的优点，但控制力不 能调节，效果有限。主动控制其控制力是由控制装置按控制算 法给出的信号主动施加的，它理论先进、控制效果显著，但其对 工程结构的控制需要大量的能源且要求实时控制，这给主动控 制的实际应用带来诸多的制约和困难。半主动控制是一种主 动改变装置的参数，仅需少量外部能源的控制，它符合工程应 用的实际情况且可实现较有效的控制。混合控制则是主动控 制和被动控制的有机结合，可充分发挥主动控制和被动控制各 自的优点。结构控制技术目前已广泛应用于机械、航空航天等 领域，该项技术在结构工程中的研究和应用也已进入一个全面 发展的阶段。本文从隔震和消能减震的角度，对目前建筑工程 领域结构控制技术作简单介绍。
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图 1 地震反应谱
2 隔震技术的分类
隔震技术的发展和应用是现代科技进步，特别是地震工程 研究成果促成的特定场址地震反应谱分析技术的发展，使人们 可以相当准确地提出用于结构动力分析的地震动参数。用计 算机进行结构动力反应分析的技术，使设计人员可以对所设 计的结构进行各种模拟分析，从而获得结构的和隔震层的动力 反应，正确选择各项设计参数。目前，结构的隔震方法可分成 三大类，即地基隔震、建筑物基础隔震和上部结构隔震。
CNC机床加工中的加工振动特性分析与控制
CNC机床加工中的加工振动特性分析与控制CNC（数控）机床是一种高精密度、高效率的机械精冲加工设备。
然而，在CNC机床加工过程中，加工振动常常会对工件的质量和加工效率产生负面影响。
因此，对CNC机床加工中的加工振动特性进行全面的分析和有效的控制具有重要意义。
一、加工振动的定义和分类加工振动是指在加工过程中机床和工件之间相互作用所引起的振动现象。
根据振动的来源和作用方式，加工振动可分为切削振动、共振振动和非共振振动。
1. 切削振动切削振动是由于不稳定的切削过程引起的振动。
它主要由加工过程中的切削力和工件的刚性变形引起。
2. 共振振动共振振动是由于机械结构的固有频率与切削过程中的切削力频率相等而引起的振动。
共振振动会导致机床和工件的振动放大，进而影响加工质量。
3. 非共振振动非共振振动是指机械结构的固有频率与切削力频率不同，但机械结构的刚度不足造成的振动。
非共振振动会使机床发生弯曲、扭转、撞击等现象，从而导致加工精度下降。
二、加工振动特性分析方法1. 经验法经验法是一种简便的分析方法，它基于经验公式和实验数据对加工振动进行预测和分析。
经验法的优点在于操作简单，但精确度较低，适用范围有限。
2. 动力学法动力学法是一种基于机床和工件的动力学模型进行振动特性分析的方法。
它通过建立机床和切削过程的数学模型，计算得到机床和工件的固有频率和振动模态。
3. 有限元法有限元法是一种基于数值计算的振动特性分析方法。
它将机床和工件分割成有限个小单元，通过求解线性方程组计算得到机床和工件的固有频率和振动模态。
三、加工振动控制方法1. 结构刚性优化通过优化机床的结构设计，增加刚性以提高共振频率，减小共振振动的发生。
可以使用有限元模拟和实验测试等方法进行结构优化，并通过增加和调整机床的支撑结构和连接件，减少机床的振动放大。
2. 刀具优化选用合适的刀具和切削参数，减小切削力和振动。
选择合适的刀具材料、刀具形状和切削速度等因素，可以减小切削力的波动，从而降低加工振动的产生。
工程力学中的机械振动和结构振动问题
工程力学中的机械振动和结构振动问题工程力学是研究物体受力、运动和相互作用的学科，在实际工程应用中起着至关重要的作用。
其中，机械振动和结构振动问题是工程力学中的一个重要分支，涵盖了许多实际工程中常见的振动现象和振动控制方法。
一、机械振动问题机械振动问题涉及到机械系统中的物体在受到外力或被激励时产生的振动现象。
机械振动问题的研究对于机械系统的设计和性能优化具有重要意义。
1. 自由振动自由振动是指机械系统在无外力作用下的振动现象。
在自由振动中，物体会以一定的振动频率和振幅进行振动。
自由振动的频率与系统的属性相关，可通过工程设计来控制。
2. 强迫振动强迫振动是指机械系统在受到外界激励力作用下的振动现象。
外界激励力的频率可以与系统的固有频率相同，也可以不同。
强迫振动问题的研究主要涉及到激励力的传递和系统的响应。
3. 阻尼振动阻尼振动是指机械系统受到外力作用后逐渐减弱直至停止振动的过程。
阻尼振动的研究需要考虑阻尼对振动特性的影响，并进行合适的振动控制。
二、结构振动问题结构振动问题指的是工程结构受到外力作用后发生的振动现象。
结构振动问题是建筑和桥梁等工程结构设计中需要重点关注的问题。
1. 自由振动结构的自由振动指的是结构在受到外力作用后，没有任何限制条件下的振动现象。
自由振动的分析可以预测结构的振动频率和振型，为结构设计和抗震设计提供依据。
2. 强迫振动结构的强迫振动是指结构在受到外界激励力作用下产生的振动现象。
强迫振动会导致结构受力变化，需要进行结构控制和减振设计。
3. 阻尼振动结构的阻尼振动是指结构振动过程中能量逐渐损失，振动幅度减小的现象。
阻尼振动问题的研究可以帮助减小振动对结构的影响，提高结构的稳定性和安全性。
综上所述，工程力学中的机械振动和结构振动问题是研究机械系统和工程结构中振动现象的重要内容。
通过对机械振动和结构振动的研究，可以优化系统设计，提高工程结构的性能和安全性。
同时，也为振动控制和减振设计提供了理论基础和实用方法。
建筑结构基础隔震设计和隔音设计
由粘弹性材料特性曲线确定；
A, δ ——分别是粘弹性材料的受剪面积和厚度；
ω ——结构的振动频率，对于多自由度结构，取弹性振动的固有频率。
4.2
建筑结构消能减震设计
3.振型分解反应谱法
消能减震结构在地震作用下弹性振动的动力方程可以表示为：
Msx(t) (Cs Cd )x (t) (K s K d )x(t) MI xg (t)
4.2
建筑结构消能减震设计
②位移相关型阻尼器
应由试验确定设计容许位移、极限位移和恢复力模型参数。
位移相关型消能器与斜撑、墙体或梁等支承构件组成消能部件时，该 部件的恢复力模型参数宜符合：
u py / usy 2 / 3
K p / Ks u py / usy 0.8
式中,Kp—消能部件在水平方向的初始刚度；Ks—设置消能部件的结构楼层侧向刚度；
△upy—消能部件的屈服位移；
△usy—设置消能部件的结构层间屈服位移。
③在最大容许位移幅值下，按应允许的往复周期循环60圈后，
消能器的主要性能衰减量不应超过10%、且不应由明显的 低周疲劳现象。
4.2
建筑结构消能减震设计
(三)消能减震设计的计算要点
（1）由于加上消能部件后不改变结构基本型式，除消能部件和相关部件外， 结构设计（包括抗震构造）仍可按抗规对相应结构类型的要求进行。
消能减震结构 Ein ER ED ES EA
式中，Ein——地震时输入结构的地震能量； ER——结构物地震地震反应的能量，即结构物振动的动能和
势能（弹性变形能）；
ED——结构阻尼消耗的能量（一般不超过5%）； ES——主体结构及承重构件非弹性变形（或损坏）消耗的能量； EA——消能构件或消能装置消耗的能量。
结构动力学中的地铁隧道振动分析
结构动力学中的地铁隧道振动分析地铁作为现代城市交通的重要组成部分，其建设和运营过程中的振动问题一直受到广泛关注。
结构动力学研究了地铁隧道中的振动特性，旨在了解振动对结构的影响及可能引发的问题，并提出相应的解决方案。
本文将就结构动力学中的地铁隧道振动进行分析。
1. 振动的分类振动可分为自由振动和强迫振动。
自由振动是结构物在无外部激力的情况下自身固有频率下发生的振动，地铁隧道的自由振动会导致结构物的共振现象；强迫振动是由外部激力引起的，如地铁列车的运行、地下水的压力等。
2. 地铁隧道的自由振动地铁隧道结构自身具有一定的固有频率，在地铁运行时会发生共振，可能导致隧道结构的损坏以及对周围环境的影响。
因此，为了避免自由振动引起的问题，需要在设计隧道时考虑动力学因素，选择合适的隧道形状和材料以降低自由振动。
3. 地铁隧道的强迫振动地铁列车的运行是地铁隧道中主要的强迫振动源，其振动作用会传递至隧道结构和周围土体中。
强迫振动会引起地铁隧道的疲劳、变形和加速老化等问题，甚至可能对隧道周围的建筑物造成损害。
为了减小强迫振动的影响，可以采取减振措施，如隔振墙、减振橡胶垫等。
4. 地铁隧道振动的监测与控制为了保证地铁隧道结构的安全运行，需要进行振动的监测与控制。
振动监测可以通过在关键位置安装振动传感器，实时监测地铁隧道的振动情况，并通过数据分析评估结构的健康状况。
如果监测结果超过了预设阈值，则需要采取相应的控制措施，如调整列车运行速度、加固隧道结构等。
5. 地铁隧道振动对周围环境的影响地铁隧道振动不仅会对结构物本身造成影响，还可能对周围环境产生一定的负面影响。
例如，地铁隧道振动可能引发附近建筑物的裂缝、地下管线的破坏甚至噪音污染等问题。
因此，为了减小振动对周围环境的影响，需在地铁建设和运营过程中引入相应的环境保护措施。
结论地铁隧道振动是结构动力学研究的重要内容，对于保障地铁运营的安全与舒适至关重要。
通过合理的设计、监测和控制，可以降低地铁隧道结构振动带来的问题，并有效保护周围环境。
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耗能方案性能来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，以满足结构抗震设防标准，小震不坏，可能无法满足安全性的要求；另一方面，在满足设计要求的情况下，结构构件的尺寸可能需做得很大木工程领域新兴一种新型的抗震方式——结构振动控制，即对结构施加控制机构，由控制机构和结构半主动控制和混合控制。
是由控制装置随结构一起振动变形而被动产生的。
被动控制可分为基础隔震技术、耗能减震技术和吸是由控制装置按某种控制规律，利用外加能源主动施加的。
主动控制系统由传感器、运算器和施力作术。
主动控制有主动拉索系统（ATS）、主动支撑系统（ABS）、主动可变刚度系统（AVSS）、主动质期开始研究主动控制。
目前，主动控制在土木工程中的应用已达30多项，如日本的Takenaka实验控制力虽也由控制装置自身的运动而被动的产生，但在控制过程中控制装置可以利用外加能源主动调置、半主动TMD、半主动力触动器、半主动变刚度装置和半主动变阻尼装置等。
主动控制，或者是同时应用不止一种的被动控制装置，从而充分发挥每一种控制形式和每一种控制装：同时采用AMD和TMD的混合控制系统、主动控制和基础隔震相结合的混合控制系统以及主动控制和京的清水公司技术研究所。
，但由于建筑结构体形巨大导致所需的外加能源较大，加之控制装置的控制的算法比较复杂，而且存好，容易实现，目前发展最快，应用最广，尤其是其中的基础隔震技术已相当成熟，并得到了一定程主动控制低廉，而且不需要较大的动力源，因此其具有广阔的应用和发展前景；混合控制综合了某几和耗能减震技术。
置控制机构来隔离地震能量向上部结构传输，使结构振动减轻，防止地震破坏。
目前研究开发的基础和混合隔震等。
近年来，越来越多的国家开展了基础隔震技术的研究，因此，隔震技术也得到了飞速：日本94栋，美国21栋，中国46栋，意大利19栋，新西兰16栋，已采用了基础隔震技术。
最近有使结构的振动能量分散，即结构的振动能量在原结构和子结构之间重新分配，从而达到减小主结构振尼器（TLD）；（3）质量泵；（4）液压—质量控制系统（HMS）；（5）空气阻尼器。
其中，应用最多两个重300吨的TMD，质量块在9米长的钢板上滑动，它很好地减小了大楼的风振反应，防止了玻璃幕nade桥的桥塔均安装了TMD，其减震效果均令人十分满意。
日本的Yokohama海岸塔是一个高101米析表明，安装了TLD后塔的阻尼比由0.6%增加到4.5%，在强风作用下塔的加速度减小到原来的1/3 TLD以控制其风振反应。
支撑、剪力墙等）设计成耗能构件或在结构物的某些部位（节点或连接处）装设阻尼器。
在风载和小的使用要求，在强烈地震作用时，耗能构件或阻尼器率先进入非弹性状态，从而保护主体结构在强震主要有：(1) 金属阻尼器；(2) 摩擦阻尼器；(3) 粘滞阻尼器；(4) 粘弹性阻尼器；(5) 复合型阻尼滞回性能，因而被用来制造各种类型的耗能装置。
常用的金属阻尼器有：软钢阻尼器、铅阻尼器和形后性能，进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。
1972年Kelly首先进行金属阻尼器的研究和实验的；形软钢阻尼器（TADAS）的减震特性。
目前这两种阻尼器是国内外研究较多的软钢阻尼器。
由于软钢优点，因此引起了国内外学者的广泛关注，并已在一些建筑物上开始应用。
例如，在意大利Naples 幢钢筋混凝土结构上均安装了软钢阻尼器，其中美国和墨西哥的情况是为了对原有结构进行抗震加固状制作不合适，会引起滞回环的畸变。
、塑性高、强度低、润滑能力强等特点，同时由于铅具有较高的延性和柔性，故在变形过程中可以吸织和性能还可恢复至变形前的状态，因此铅阻尼器具有以下优点：（1）使用寿命不受限制；（2）提供性差和铅对环境造成污染等缺点。
功能的新型材料，它与传统材料的区别是具有高阻尼和大变形超弹性特性，能够重复屈服而不产生金和Fe基合金等。
90年代初，一些学者对形状记忆合金阻尼结构的地震反应进行了研究。
Aiiken等了试验研究；美国国家地震工程研究中心对装有铜锌铝记忆合金装置的5层钢结构模型进行了试验研有形状记忆合金阻尼器的桥梁的减震进行了系统的研究。
究开发的摩擦阻尼器主要有：Pall摩擦阻尼器、Sunitome摩擦阻尼器、摩擦剪切铰阻尼器、滑移型较大的附加阻尼。
荷载大小和频率对其性能的影响不大，且构造简单，取材容易，造价低廉，因而具静接触，会产生冷粘结或冷凝固，所期望的摩擦系数发生改变。
在地震作用时，滑动面产生滑动而使擦阻尼器及装有摩擦阻尼器的结构体系的试验研究和分析较多，已建立了一套专用的设计方法并编制馆共使用了60个摩擦阻尼器；加拿大民航大楼共使用了58个摩擦阻尼器；日本Omiya市31层的S 1988年的Saguenay地震中受损，其抗侧能力和延性均不能满足规范要求，为此在支撑上安装了摩。
活塞在缸筒内可作往复运动，活塞上有适量小孔，筒内盛满流体，当活塞与筒体产生相对运动时，活塞上孔的数量和筒内流体的体积，可根据阻尼器所需提供的阻尼值来确定，流体可为硅油或其它粘尼力与结构的位移反应和柱中弯矩异相，因此该阻尼器在减小结构层间位移和剪力的同时，不会在柱阻尼器的加工制作较难，粘滞流体易发生渗漏。
船舶、设备和管网的减震中，最近几年才应用于土木工程，目前已有一些工程应用实例。
如美国洛山在意大利的一座长1000米，重25000吨的桥梁的每一个桥台下安装了粘滞硅胶阻尼器，阻尼器重2美国新San Bermardino医疗中心也使用了粘滞阻尼器，共安装了233个阻尼器。
板组成。
图1为常用的粘弹性阻尼器，它由两块T形约束钢板夹一块钢板所组成，钢板之间夹有粘弹点、桁架下弦杆上或毗邻建筑之间，当结构层间发生位移时，粘弹性阻尼器会产生剪切滞回变形，耗能性能的主要因素是温度、频率和应变幅值。
其影响规律为，其耗能能力随着温度的增加而降低：的增加而增加，但在高频下，随着循环次数的增加，耗能能力逐渐退化至一平衡值；响是次要的，但在大应变的激励下，随着循环次数的增加，耗能能力逐渐退化至一平衡值。
关系，学者们提出了各式各样的计算模型，主要有：(1) Kelvin模型；(2) Maxwell模型；(3) 标准尼结构。
许多研究者对粘弹性阻尼结构的动力特性和动力反应进行了研究（见表1），从这些试验和/5比例的模型框架框架土模型框架框架型框架层足尺钢框架架和阻尼增加，自振频率增加，周期减小。
构明显的阻尼以致于结构表现为弹性，地震反应大大地减小，位移、加速度、层间位移和层间剪力都致结构损坏的结构滞回能仅占很小的一部分，因此在遭受同样的地震下粘弹性阻尼结构产生较少的塑筋混凝土结构，安上粘弹性阻尼器后它们都表现出以上特性。
显著增加，粘弹性阻尼器正是通过改变结构的动力特性以达到减震目的。
粘弹性阻尼结构的动力特性)模态应变能法；(2)增量刚度和增量阻尼法；(3)改进的模态应变能法。
阻尼器的每圈耗能与系统最大应变能的比值确定出等效阻尼比，近似估计结构的阻尼效应。
的附加刚度和结构阻尼比为：(2)；为第j振型下粘弹性阻尼器循环一圈所耗的能量；为第j振型下系统的应变能。
在实际应用中，增量刚度矩阵和增量阻尼矩阵(3)是一无量纲的支撑位置矩阵。
尼贡献为比为：(5)对于一个微小的刚度增加，阻尼比总值为附加阻尼比和原阻尼比之和。
1994年在模态应变能法的基础上提出，对于粘弹性剪切型建筑在第j振型下的阻尼比可由下式确定系数。
对于粘弹性弯曲型建筑在第j振型下阻尼比(7)变小于设计应变时可很好地预计粘弹性阻尼结构的性能；增量刚度和增量阻尼法概念清晰，但计算较的应用已有较长的历史，在土木工程中的应用早期主要用于结构的抗风减振工程中，近年来已开始在1米，为一钢—混凝土建筑，平面呈三角形。
为减小风振影响，在运动部位较大处和受力部位较大处各杆件内力，以此决定把粘弹性阻尼器安放在最有效的位置上，结果有1/6的斜撑设有粘弹性阻尼器上，每层约100个，共安装了约20000个阻尼器，每只重约13.6千克。
实际工程应用,目前北京50层首都规划大厦拟采用粘弹性阻尼器以减小结构的风振反应和地震反应。
用概况桁架下弦杆主斜撑杆节点上上柱间人字型支撑上震柱间斜撑上台试验及大量的结构分析表明，在结构中安装粘弹性阻尼器可减小风振反应和地震反应40%～80%，可定的范围内。
西雅图哥伦比亚中心大厦起初是因为在风振的影响下,顶部几层有明显的不舒适感，安效果，需要把现有的柱尺寸扩大一倍，粗算价值约800万美元，显然采用增加刚度的办法是难以接受尼器减小建筑的风振或地震效应在经济上是相当可观的。
论：风振及地震反应；应在经济上节约了一定的资金，降低了建筑造价；现象；造价低廉；既可用于结构的抗风减振工程中又可用于结构的抗震减震工程中，既可用于建筑结构中又可用于塔桅和社会意义，可避免地震和强风作用所造成的次生灾害和经济损耗，确保人民生命财产安全。
广阔的应用和发展前景。
件组合而成的新型耗能减震装置。
目前已研制开发的复合型阻尼器有：铅粘弹性阻尼器、铅橡胶阻尼的深入，许多国家相继制订出台了相应的耗能减震结构设计、施工规范和规程。
订了一系列试行条款，对金属耗能器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器的设计方法作了规定，提出在设计993年，美国加州结构工程师协会（SEANOC）又颁布了有关耗能减震技术的暂行规定，其中明确指出抗震安全委员会（BSSC）也制订了类似内容，对该项技术的推广创造了条件。
俄罗斯也制订和颁布了结构在地震荷载作用下的计算方法，如反应谱法、时程分析法等，另一方面也列举了相关结构的设计也已增加了隔震和耗能减震方面的相关内容，以加速和规范该项技术的实施。
提供了一条崭新的途径，它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法，具有概念简单、减震机理和应用已取得了很大进展，但仍处于研究和试点阶段，在成为常规应用技术之前，尚须解决以下问题、开裂等），对已有耗能减震装置的可靠性、耐久性进行深入研究；装置，为大范围推广该项技术奠定基础；析，给出具体的计算模型，尽快使其标准化、系列化，便于设计中推广使用；震效果的定量分析；况的研究；点工程的建设，完善耗能减震体系的设计、施工方法与标准，编制相应的计算分析软件；及已有建筑物改造的研究和应用。
果好，并具有安全适用、经济方便等优点，故必将成为一种崭新的结构体系。
可以预言，耗能减震技大贡献。