Experimental study of a tuned mass damper endowed with changeable stiffness and eddy currents damping
Etude expérimentale d’un amortisseur à masse accordée avec une raideur et un amortissement par courants de Foucault variables
Résumé
The Tuned Mass Damper (TMD) is a structural passive control device attached on a structure and made by a linear oscillator which natural frequency is tuned to that of the structure, or to the dominant eigenfrequency. In this study, an experimental TMD with adjustable stiffness and damping is proposed. In particular, the TMD damping arises from the eddy current damping effect due to the presence of a permanent magnet placed on the top side of the TMD mass, which is made of conductive material. The first step is to check if the dynamical properties of the proposed TMD are constant during the dynamic test and for different values of stiffness and damping. Therefore, the instantaneous modal parameters are evaluated by applying the continuous wavelet transform on the experimental data. Then, the TMD is set with optimal parameters and used to control vibrations of a frame scale model. The structure response with and without the TMD is evaluated from the experimental measurements in case of shock at the top floor, and a numerical analysis is conducted in case of seismic ground acceleration. MOTS-CLÉS : AMA, courants de Foucault, transformée en ondelettes continue, control passif.
Un Amortisseur à Masse Accordée (AMA) est un système de contrôle passif, consistant à attacher à une structure, un oscillateur linéaire dont la fréquence naturelle est synchronisée avec celle du mode à amortir. Cet article s'intéresse à la conception et à l'étude d'un AMA expérimental avec des coefficients d'amortissement et de raideur facilement réglables. Ainsi, l'amortissement de l'AMA est dû à un aimant placé au-dessus d'une masse en matériau conducteur, générant des courants de Foucault. La première étape de cette recherche est de vérifier si les paramètres modaux de l'AMA ainsi réalisé restent constants durant l'essai. Ainsi, pour différents réglages de l'AMA, ses paramètres modaux instantanés sont évalués à l'aide d'une procédure d'identification modale fondée sur la transformée en ondelettes continue des signaux mesurés. L'AMA est ensuite placé sur une maquette d'un bâtiment de trois étages et ses paramètres sont réglés sur ceux obtenus par optimisation d'un critère fondé sur le coefficient d'amplification dynamique. La réponse du portique avec et sans AMA, suite à un choc appliqué au dernier étage, est alors évaluée expérimentalement. Enfin le cas du portique avec ou sans AMA, soumis à une excitation sismique à sa base est modélisé et analysé numériquement.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)