负刚度的引入增强了振动控制系统的性能,负刚度作为为数不多通过降低主系统刚度增强结构控制性能的方式,具有很高的研究价值。传统调谐质量阻尼器的性能依赖于附加质量和结构的固有频率,因此考虑引入负刚度对传统调谐质量阻尼器进行改进。用负刚度将传统调谐质量阻尼器的附加质量块与地相连,得到基于负刚度的调谐质量阻尼器。目前有关负刚度调谐质量阻尼器的研究较少,本文旨在全面研究基于负刚度的调谐质量阻尼器的振动控制性能,围绕负刚度调谐质量阻尼器的优化问题主要进行了以下研究:1)以单自由度负刚度阻尼器体系为例介绍了负刚度的振动控制原理,结果表明负刚度不仅能够降低结构发生共振时的频率,而且可以降低系统响应幅值。随后通过磁力原理实现了等效的负刚度,并对负刚度装置进行了性能测试实验,通过理论与实验相结合的方式对负刚度的振动控制进行了研究,研究表明基于磁力的负刚度装置的性能对加载频率不敏感,且当行程在一定范围内时,负刚度装置的性能保持稳定。2)采用固定点理论、H₂和稳定性最大准则的优化方法对负刚度调谐质量阻尼器的频率比、阻尼比和负刚度比进行了优化,这三种优化方法虽然优化目标不同,但都能在一定程度上提高负刚度调谐质量阻尼器的性能。3)为了进一步研究负刚度调谐质量阻尼器的性能,将基于不同优化方法优化的负刚度调谐质量阻尼器与传统调谐质量阻尼器进行了比较。研究结果表明,基于负刚度的调谐质量阻尼器的性能明显优于传统调谐质量阻尼器,从理论上证明了传统调谐质量阻尼器与负刚度结合的可行性。4)通过对负刚度的调谐质量阻尼器性能的分析,基于负刚度的调谐质量阻尼器不仅能够降低主系统在共振区域内的振动幅值,而且扩大了其有效频率的范围。特别地,基于负刚度的调谐质量阻尼器的振动控制性能对附加质量不敏感,这打破了传统TMD的性能依赖较大附加质量的局限性。