套管弹簧减振器控制的林木减振风洞试验.pdf

第28卷第1期
农业工程学报
722012年1月
Transactions of the CSAE
Jan,2012
套管弹簧咸振器控制的林木減振风洞试验
周建中
(北京林业大学水土保持学院,教育部水土保持与荒漢化防治重点实验室,北京100083
摘要:为了减轻林木的风致振动灾害,该文基于减振控制理论研制了4个套管弹簧减振器,并分别对4株新疆杨试件实
施风致减振控制。在自制的简易风洞中模拟自然风环境,进行有、无减振器作用的减振对比试验,得到了风致动态应变
风致动态位移、风致动态速度及风致动态加速度响应特征对比曲线。结果表明:在林木上粘贴的电阻应变计及装设的电荷
加速度计能够测得林木的风致动态响应;在林木上安装该文研发的套管弹簧振器能有效降低林木的应变、位移、速度及
加速度等风致动态啊应峰值,并能很好地对林木实施风振控制。该文研发的套管弹簧减振器构造相对简单,造价低廉,耐
候性好,适合大面积推广,尤其适合立地条件困难地区的林木风灾保护。应用该文研发的套管弹簧减振器对林木风灾实施
保护,开辟了林木风灾保护的一条新途径。
关键词:风洞,减棅器,林木,蠢管弹簧减振器,林木减振控制,风致动态响应
doi:10.3969jiss.10026819.2012.01.014
中图分类号:S774
文献标志码:A
文章编号:10026819(2012)01-0072-06
周建中.套管弹簧减振器控制的林木减振风洞试验[J].农业工程学报,2012,28(1):72-77
hou Jianzhong. Wind tunnel test on vibration reduction of forest by spring damper in casing pipe[]. Transactions of the CAE,
2012, 281): 72-77.(in Chinese with English abstract)
真实风条件下动力加载试验,得到了林木风致动态响应
特征的基本试验数据。汤昌海等概述了近几十年来树
防风固沙骨干林带对遇制土地荒漠化的扩展至关重木风振模型的发展,提出建立树冠、树干和树根三者结
要,风荷载是防风固沙骨干林带的控制载荷,因而对林合的整体有限元模型。但总的说来,目前针对防风固沙
木风致动态响应实施振控制显得很重要。由于风荷载骨干林带的减振控制研究主要是通过对林带的具体参数
的随机振动特性,使得林木风致振动问题具有不确定的合理设计来达到整体防风的目的,而专了对林木的风
性,即包含随机性、模糊性和未确知性。李元齐等基致减振控制研究却很少,因而日前国内外在林木风致减振
于实测数据的比较分析,对所采用的立方体粗糙元及三控制的风洞试验研究方面还很不完普,这一问题必将引起
角尖劈对最终生成的风剖面特性,包括风速剖面、湍流广泛关注21,本文首先基于减振控制理论研制套管弹簧
强度剖面、风速的功率谱密度分布等的影响进行了研究。减振器,然后通过对林木在模拟自然风环境的简易风洞
邓湘雯等采用风泂模拟方法,对通风结构、疏透结构和中进行有、无套管弹簧减振器作用的减振对比试验,旨
紧密结构3种林带迎风面的风速进行测定。H. Moriyama在对林木的固有力学特性、风致动力特性及风致减振控
等?对两个以上平行排列的温室大棚的风压分布进行了制研究方面做一大胆探索。
风洞试验研究。王健等间采用风洞试验方法,在不同风向
角与是否安装遮阳幕的情况下对互插式连栋塑料温室的1套管弹簧减振器的研制
风压分布进行了详细的试验研究。王肇民等り对桅杆结
套管弹簧振器的基本枸造
构进行了风洞试验研究,得出了桅杆结构在风振计算中
该文基于减振控制理论研制了4个套管弹簧减振器。
应考虑多阶振型影响的结论。高海波等对圆柱螺旋弹簧第2号套管弹簧减振器的构造如图1所示,该套管弹簧
式减振器的减振性能进行了分析,得出了该减振器的减减振器是由套管、弹簧、钢引线、刻度尺、限位器及附
振性能与初始时刻激励力和减振器中心线的夹角6有关件等组成。第1号与第2号套管弹簧减振器的构造类似,
的结论。 Yukio shida和 Jun Liu[叫提出了利用非连续弹簧主要区别在于第1号套管弹簧减振器使用的弹簧刚度不
特性进行减振控制的新方法。周建中?通过对新疆杨进同。第3号套管弹簧减振器的构造如图1所示,该套管
行的阻风效应试验、模拟自然风的动力加载试验及野外弾簧减振器是由套管、弹簧、钢引杆、刻度尺、限位器
及附件等组成。第3号与第4号套管弹簧减振器的构造
类似,主要区别在于第3号套管婵簧减振器使用了两根
收稿曰期:2010-12-15修订日期:2011-08-29
基金项目:国家自然科学基金资助项日(30872071
弹簧。第1号、第2号、第3号和第4号套管弹簧减振
作者简介:周建中(1970-),男,湖南衡东人,副教授,博士,主要从事器的弹簧刚度分别为39.2、179.67、32667、147Nm
混凝土结构、异形结枸及振动控制、仿生结构、木结构方面的研究。北京北
不同类型减振器的特性和造价均不同,调查研究表明
京林业大学水土保持学院,教育部水土保持与荒漠化防治重点实验宣橡胶減振器由于橡胶材料的动态特性受温度的影响较大,
100083.Email:zizonline@sina.com
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