颗粒阻尼调谐质量阻尼器在5G通信塔横向振动抑制中的应用研究

罗元易; 肖望强; 任志行

doi:DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.011

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颗粒阻尼调谐质量阻尼器在5G通信塔横向振动抑制中的应用研究

·振动·噪声·监测·诊断· | 更新时间：2025-05-19

- 颗粒阻尼调谐质量阻尼器在5G通信塔横向振动抑制中的应用研究
- RESEARCH ON THE APPLICATION OF PARTICLE DAMPING TUNED MASS DAMPER IN THE LATERAL VIBRATION SUPPRESSION OF 5G COMMUNICATION TOWER
- 机械强度 2025年47卷第5期页码：90-101
- 作者机构：
  
  1.厦门大学航空航天学院，厦门 361102
  2.厦门环寂高科有限公司，北京 100020
- 作者简介：
  
  肖望强，男，1981年生，河北邢台人，博士，教授；主要研究方向为振动与噪声控制；E-mail：wqxiao@xmu.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(51875490)
- DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.011
  中图分类号： TB123
- 收稿日期：2024-04-08，
  
  修回日期：2024-05-29，
  
  纸质出版日期：2025-05-15
- 稿件说明：
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罗元易，肖望强，任志行. 颗粒阻尼调谐质量阻尼器在5G通信塔横向振动抑制中的应用研究［J］. 机械强度，2025，47（5）：90-101.

LUO Yuanyi，XIAO Wangqiang，REN Zhixing. Research on the application of particle damping tuned mass damper in the lateral vibration suppression of 5G communication tower［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（5）：90-101.
罗元易，肖望强，任志行. 颗粒阻尼调谐质量阻尼器在5G通信塔横向振动抑制中的应用研究［J］. 机械强度，2025，47（5）：90-101. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.011.

LUO Yuanyi，XIAO Wangqiang，REN Zhixing. Research on the application of particle damping tuned mass damper in the lateral vibration suppression of 5G communication tower［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（5）：90-101. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.011.

摘要

单管塔广泛地应用于5G通信设备的搭载基础，由于建设的需求，其挂载设备常常会随着5G建设的变化而变化，由于其阻尼很小，挂载设备的增加会导致其顶部振动过大，降低塔体的搭载能力。所以，对塔体顶部振动的控制显得尤为关键。因此，提出了一种用颗粒阻尼调谐质量阻尼器（Particle Damping Tuned Mass Damper

PDTMD）来控制5G通信塔的顶部振动过大问题的方法。基于碰撞理论建立了利用PDTMD控制通信塔振动的数学模型，详细核算了增加PDTMD后的铁塔在风载荷下的振动响应，分析了PDTMD的阻尼机制；对比了PDTMD与传统调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper

TMD）的阻尼效果。研究发现，颗粒阻尼具有良好的能量耗散能力，与传统的TMD相比，PDTMD具有更好的阻尼效果，更高的鲁棒性。最后，基于实际信号塔，对复杂环境下PDTMD的使用参数进行了优化。分析了阻尼颗粒与蜂窝结构之间的缝隙、颗粒的材质、颗粒的质量占比等对阻尼器减振效果的影响。

Abstract

Single tube towers are widely used as the foundation for carrying 5G communication equipments. Due to construction needs

the mounted equipments often changes with the changes in 5G construction. Due to the small damping of the single tube tower

the increase of mounted equipments may cause an excessive vibration

reducing its load capacity. Therefore

the control of tower top vibration is particularly crucial. A particle damping tuned mass damper (PDTMD) method was proposed to control the problem of excessive vibration at the top of 5G communication towers. Based on a collision theory

a mathematical model using PDTMD to control the vibration of the communication tower was established. The vibration response of the tower under effects of PDTM was verified by the detailed calculation

and the damping mechanism of PDTMD was analyzed. The damping effectiveness of PDTMD was compared with the traditional tuned mass damper (TMD). The results show that the particle damping has good energy dissipation ability. Compared with traditional tuned mass dampers

PDTMD has better damping effect and higher robustness. Finally

based on the actual signal tower

the usage parameters of PDTMD in complex environments were optimized. Effects of gaps between damping particles and honeycomb structures

particle materials

and particle mass ratios on the damping effect of dampers were analyzed.

关键词

Keywords

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