目的及意义

机械结构会由于外部因素使本身产生振动，相对于静态，振动在大多数情况下是有危害的，振动时候产生的应力会影响机械结构的正常工作，使其精度与理想精度产生偏差，长期作用下，会导致机械结构损坏，减短使用寿命。

调谐质量阻尼器（TMD）由质块，弹簧与阻尼系统构成，通过技术手段，其固有振动频率与主结构所控振型频率谐振，安装在结构的特定位置，当结构发生振动时，其惯性质量与主结构受控振型谐振，来吸收主结构受控振型的振动能量，从而达到抑制受控结构振动的效果。

本设计主要目的是探索机械机构所用调谐质量阻尼器减震原理，并对其进行动力学建模以及数值仿真，从而模拟调谐质量阻尼器在振源激励条件下调谐质量阻尼器对大型结构振动的减振效果。

国内外研究现状

调谐质量阻尼器的概念最早于1909年诞生，由Frahm发明了一种叫动力吸振器的振动控制器；1953年，Pipes研究了一个有双曲正弦特征的强化弹簧，并得出弹簧中非线性的影响是要阻止尖锐共振峰的出现，并将相对小幅值的奇次谐分量引入吸振器和主系统的运动中；1960年Snowdon研究了固体型吸振器对减小主系统响应的性能，表明采用刚度正比于频率和恒定阻尼系数材料的动力吸振器能显著减小主系统的共振振动，其性能明显优于弹簧—阻尼筒型吸振器；1962年Roberson研究了将动力吸振器支承于一个没有阻尼的线性加三次方弹簧(即Duffing型弹簧)之上的主系统的动力响应。他将“消除带”定义为规格化主系统幅值小于1的共振峰值之间的频率带；1969年，Srinivasan分析了平行阻尼动力吸振器，即一个辅助无阻尼质量平行加装于一个吸振器，在这种情况下，当阻尼频率被精确调谐到激励频率时，主系统将保持静止，但在该情况下，消除带变小了；1974年Snowdon研究了其他可能的吸振器形式，如三—单元吸振器的，显示如果第三单元(即辅助弹簧)与阻尼器串联，主系统幅值能减小15%～30%，但这种减小对频率非常敏感，在实际中它将影响吸振器的性能；1977年，Jennlge和Frohrib数值计算厂控制建筑物结构中弯曲和扭转模式的移动—转动吸振器系统；1978年Ioi和Ikeda(1978)提出了主系统在小阻尼情况下这些优化吸振器参数修正因子的经验公式；1980年，Warburton和Ayorinde进一步用表列出了最大动力放大因子、调谐频率比及特定质量比和主系统阻尼比的吸振器阻尼比的优化值；1981年，Randall提出了在系统中考虑阻尼影响的这些参数的设计图表。

而在近20年中，调谐质量阻尼器的主要研究方向是其在建筑等复杂多自度和有阻尼建筑结构中的性能及应用。如同长虹和张小栋通过改进单纯型法对TMD参数进行优化计算，并将其应用到桥梁上；徐刚等则是将大桥桥塔结构按一阶规模态简化为单自由度系统，并且针对崖门大桥桥塔放置TMD,有效减小桥塔的振动。

目前各国对于TMD的研究主要是其性能参数的优化及改进。提出了提出了主动多重调谐质量阻尼器(AMTMD)和多重主被动调谐质量阻尼器（MAPTMD），并且对于调谐质量阻尼器的应用不在单单是传统的机械工程领域，土木工程方面的应用越来越广泛。