Inerters, a type of two-terminal inertial elements, have significantly enhanced the performance of conventional control devices. The clutching inerters are especially appealing since they take energy away from the structural system without transferring back. In this study, a clutching inerter enhanced tuned mass damper (TMDCI) is proposed. First, the formation of the TMDCI is described based on a tuned mass damper inerter and two clutching flywheels. Then, the equations of motion are derived for the TMDCI on a single-degree-of-freedom (SDOF) primary structure. Subsequently, the modal properties of the TMDCI system are revealed by examining the steady-state responses under harmonic ground excitations. Afterward, performance analyses are conducted for the TMDCI on SDOF and three-DOF steel structures when subjected to initial velocities. The frequency robustness and parametric sensitivity of the TMDCI are evaluated on the SDOF structure, whereas practical concerns regarding the hosting location and stiffness demand of the TMDCI are addressed on the three-DOF structure. Finally, the seismic performance of the TMDCI is investigated on the three-DOF structure under a suite of earthquakes. The results show that the TMDCI exhibits a large damping effect which can reduce responses in both the structure and device and maintain strong robustness against frequency uncertainties. This study demonstrates the great potential of TMDCIs as an effective and affordable control strategy for the seismic protection of structures.

中文翻译：

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离合器惯性增强了调谐质量阻尼器，用于缓解脉冲和地震激发下的结构响应

惯性元件是一种两端惯性元件，显着提高了传统控制装置的性能。离合惰性器特别有吸引力，因为它们从结构系统中带走能量而不会转移回来。在这项研究中，提出了一种离合惯性增强调谐质量阻尼器（TMDCI）。首先，基于调谐质量阻尼器和两个离合飞轮来描述 TMDCI 的形成。然后，在单自由度 (SDOF) 一级结构上推导出 TMDCI 的运动方程。随后，通过检查谐波地面激励下的稳态响应，揭示了 TMDCI 系统的模态特性。之后，对单自由度和三自由度钢结构在初始速度下的 TMDCI 进行性能分析。TMDCI 的频率鲁棒性和参数灵敏度在单自由度结构上进行了评估，而关于 TMDCI 的承载位置和刚度需求的实际问题在三自由度结构上得到解决。最后，研究了TMDCI在三自由度结构上的一系列地震作用下的抗震性能。结果表明，TMDCI表现出很大的阻尼效应，可以降低结构和器件的响应，并保持对频率不确定性的强鲁棒性。这项研究证明了 TMDCIs 作为结构抗震保护的有效且负担得起的控制策略的巨大潜力。而关于 TMDCI 的承载位置和刚度需求的实际问题则在三自由度结构上得到解决。最后，研究了TMDCI在三自由度结构上的一系列地震作用下的抗震性能。结果表明，TMDCI表现出很大的阻尼效应，可以降低结构和器件的响应，并保持对频率不确定性的强鲁棒性。这项研究证明了 TMDCIs 作为结构抗震保护的有效且负担得起的控制策略的巨大潜力。而关于 TMDCI 的承载位置和刚度需求的实际问题则在三自由度结构上得到解决。最后，研究了TMDCI在三自由度结构上的一系列地震作用下的抗震性能。结果表明，TMDCI表现出很大的阻尼效应，可以降低结构和器件的响应，并保持对频率不确定性的强鲁棒性。这项研究证明了 TMDCIs 作为结构抗震保护的有效且负担得起的控制策略的巨大潜力。结果表明，TMDCI表现出很大的阻尼效应，可以降低结构和器件的响应，并保持对频率不确定性的强鲁棒性。这项研究证明了 TMDCIs 作为结构抗震保护的有效且负担得起的控制策略的巨大潜力。结果表明，TMDCI表现出很大的阻尼效应，可以降低结构和器件的响应，并保持对频率不确定性的强鲁棒性。这项研究证明了 TMDCIs 作为结构抗震保护的有效且负担得起的控制策略的巨大潜力。