基于新型压电陶瓷管状驱动器的变摩擦阻尼器动态力学性能

基于ANSYS有限元软件,结合压电材料的物理特性对新型压电陶瓷管状驱动器的驱动性能进行了仿真,获得了其最大位移、出力及响应频率特性参数,结果表明该驱动器适用于结构振动控制装置的研发;利用上述新型驱动器,提出了一种可实时调节摩擦力的智能阻尼器,并对其进行了相关动态力学性能分析,获得了其正弦简谐作用下的本构关系及相应循环一周所消耗能量的计算公式。

基于新型压电摩擦阻尼器的高压输电塔半主动抗震控制

基于笔者开发的以压电陶瓷管状驱动器为核心元件的新型压电摩擦阻尼器,利用ANSYS软件对高压输电塔进行有限元建模,并通过超单元法与MATLAB编程相结合的方法提取输电塔结构的整体刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵。利用MATLAB编制了LQR最优控制策略、最优Bang-Bang半主动控制策略的相关程序,并利用SIMULINK仿真工具箱将二者结合构成适于高压输电塔结构的半主动控制系统。利用所提出的压电摩擦阻尼器及所编制的半主动控制系统,对输电塔进行了EL-Centro地震作用下的振动控制。结果表明,该阻尼器及半主动控制系统能够有效地控制输电塔的地震响应且平均控制效果系数达25%。

基于压电摩擦阻尼器的输电塔模型结构控振分析与试验研究

研究了新型压电摩擦阻尼器对输电塔结构模型在地震作用下的振动控制问题。提出了一种新式的拉索-压电摩擦阻尼器减振系统,对安装有拉索-压电摩擦阻尼器减振系统的输电塔结构模型进行了振动台试验,试验中采用最优Bang-Bang半主动控制策略对阻尼器出力进行实时调节。对试验进行数值模拟分析,并将分析结果与试验结果进行对比,同时对结构的耗能进行了时程分析。结果表明:拉索-压电摩擦阻尼器减振系统能有效减小输电塔结构模型在地震过程中的响应;模拟与试验结果相吻合,说明了模拟结果的可靠性良好。

外置摩擦阻尼器的新型自复位约束砌体墙拟静力试验研究

研制了一种同时布置体内无黏结预应力筋和外置摩擦阻尼器的新型自复位约束砌体墙,并通过拟静力试验研究了该新型自复位墙在低周反复荷载作用下的滞回性能。结果表明:该新型自复位墙滞回曲线呈"旗形",在较大位移下未出现明显的损伤,且在再加载及卸载过程中没有明显的刚度退化;随着预应力筋初始预应力的增加,墙体的自复位性能增强,但其耗能能力会降低;随着摩擦阻尼器摩擦力的增大,墙体的耗能能力增强,但可能会产生少量的残余变形。

基于新型杆式摩擦阻尼器的单层球面网壳地震响应分析

根据阻尼器和弹簧的原理,在现有BRB的构造基础上设计了一种新型可恢复式杆式摩擦阻尼器装置,并介绍了该种构造专利。探究了该装置的刚度和耗能能力,与传统杆件相比,其轴向刚度可根据高强弹簧调节且可控,侧向屈曲刚度基本无衰减。通过理论分析和数值计算对该新型装置与单一杆件进行了对比,同时将该装置应用在网壳之中,在EL-Centro波作用下进行了单层球面网壳在替换新型杆式摩擦阻尼器前后的地震响应分析。结果表明:该新型杆式摩擦阻尼器装置可有效降低地震作用,表现出良好的消能机制和耗能特性。该装置可应用于新建网壳结构中以及已建网壳中受损杆件的替换,为单层网壳结构的减震和抗震设计提供了一种新的思路。

新型压电摩擦阻尼器在输电塔结构中的振动控制研究

基于所提出的新型压电摩擦阻尼器,利用ANSYS有限元软件对一高压输电塔进行了有限元建模,并通过超单元法与MATLAB编程相结合的方法提取了该输电塔结构的整体刚度、质量及阻尼矩阵;利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具箱编制了适于该结构的半主动控制系统;最后,利用遗传算法工具箱对100个阻尼器的布置位置进行了优化,并结合所提出的半主动控制系统,对该输电塔在EL-Centro地震作用下进行了无控、阻尼器位置优化后有控及随机布置后有控的控制效果对比分析.结果表明,该阻尼器及半主动控制系统能够有效地对该高压输电塔进行振动控制,且经优化布置后的控制效果明显优于随机布置,表明利用遗传算法对阻尼器的布置位置进行优化是可行有效的.

杆式压电摩擦阻尼器性能的数值分析

杆式压电摩擦阻尼器是一种新型可调滞回模型的阻尼装置.本文提出了杆式压电摩擦阻尼器的基本构造,对其力学模型进行了理论分析和推导,建立了阻尼器的数值分析模型.根据推导出的力学模型,模拟了新型阻尼器的多种可调滞回曲线.通过改变新型压电摩擦阻尼器的变形或速度与外加电场强度之间的函数关系,实现了拟摩擦型、拟限位型及拟黏滞型滞回模型.通过单自由度结构减振控制数值分析算例,进一步验证了杆式压电摩擦阻尼器的减振效果.结果表明,新型杆式压电摩擦阻尼器在采用拟黏滞型滞回模型时,对结构的位移、速度和加速度控制效果分别可达到80%、50%和10%左右;采用拟摩擦型滞回模型时,对结构的位移和速度的控制效果可达到70%和48%,但由于控制力始终保持在较大水平不变,因此对加速度的控制效果稍差.