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《华中科技大学》 2014年
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负刚度磁流变阻尼器减震系统的理论与实验研究

付杰  
【摘要】:在土木结构的振动控制领域,结构振动的半主动控制因具有输入能量少、控制效果好、实用性强等优势成为近些年的研究热点。目前的半主动控制方法会提高结构的刚度,虽然可以较好的控制结构的层间位移但对加速度的控制效果并不理想。负刚度振动控制由于可部分抵消结构抗侧刚度,从而使加速度得到更好的控制。目前国内外在这方面的研究尚处于起步阶段,研究成果较少,未见到负刚度减震控制结构中正负刚度阻尼器的布置规律及其减震结构的振动台实验研究,本文研究旨在弥补这些不足。本文主要研究工作有以下四个方面: 1)对单自由度体系和双自由度体系进行负刚度阻尼器减震的理论分析。通过对单自由度结构的理论分析,发现负刚度阻尼器较传统阻尼器更有利于提高结构减震效果;通过对比分析多种双自由度体系的减震方法,发现当负刚度阻尼器布置在结构下部时可取得更好的减震效果。 2)对Benchmark模型进行了负刚度减震的阻尼器优化布置研究。提出了MATLAB与SAP2000混合分析的新方法,编制了相应基于遗传算法的MATLAB优化分析程序。采用编制的程序对20层Benchmark模型进行正、负刚度阻尼器的优化布置研究,得出了负刚度减震控制结构正负刚度阻尼器的布置规律:首层应布置正刚度阻尼器,中下部应布置负刚度阻尼器,上部应布置正刚度阻尼器,除一层外相邻两层的阻尼器刚度宜逐渐变化。在多层结构中合理的布置负刚度阻尼器可以取得较传统粘滞阻尼器更好的振动控制效果。 3)研制了负刚度磁流变阻尼器及其配套的控制系统。根据负刚度振动控制及本文实验的需要,设计制作了两支磁流变阻尼器,并以DSP为计算控制核心开发了一套磁流变阻尼器的负刚度控制系统。通过实验研究了阻尼器的性能,结果表明:本文研制的磁流变阻尼器的出力范围为80N-1400N,滞回曲线饱满;采用研制的MR阻尼器和负刚度控制器,通过改变控制参数可实现具有负刚度性态的滞回曲线。 4)负刚度磁流变阻尼器钢框架减震的振动台实验。对四层钢框架进行了负刚度的减震优化分析,并参照分析结果进行了振动台减震实验,实验对比了阻尼器分别为正刚度、负刚度和零刚度三种情况时的减震效果,结果表明负刚度阻尼器较普通粘滞阻尼器和正刚度阻尼器有更好的减震表现。 综上所述,本文提出的负刚度磁流变阻尼器及其结构中的布置规律,可有效实现结构的负刚度振动控制,使结构的层间位移和加速度同时得到较好控制,具有良好应用前景。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU352.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈国兴,金永彬,宰金珉;结构主动减震控制研究进展[J];地震工程与工程振动;1999年01期
2 欧进萍,关新春,吴斌,隋丽丽;智能型压电-摩擦耗能器[J];地震工程与工程振动;2000年01期
3 瞿伟廉,陈朝晖,徐幼麟;压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制[J];地震工程与工程振动;2000年01期
4 杨广强,B.F SpencerJr,J.D.Carlson,M.K. Sain;足尺磁流变阻尼器的建模及动态特性[J];地震工程与工程振动;2001年S1期
5 李惠,毛晨曦;新型SMA耗能器及结构地震反应控制试验研究[J];地震工程与工程振动;2003年01期
6 欧进萍,杨飏;压电-T型变摩擦阻尼器及其性能试验与分析[J];地震工程与工程振动;2003年04期
7 田石柱;王立伟;王大鹏;;基于ANSYS软件benchmark模型耗能减振控制分析[J];地震工程与工程振动;2006年06期
8 瞿伟廉;刘嘉;涂建维;闰淼;程海斌;;500kN足尺磁流变液阻尼器设计的关键技术[J];地震工程与工程振动;2007年02期
9 程华群;刘伟庆;王曙光;;高层隔震建筑设计中隔震支座受拉问题分析[J];地震工程与工程振动;2007年04期
10 欧进萍,关新春;磁流变耗能器及其性能[J];地震工程与工程振动;1998年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨润林;陈芳;宋波;闫维明;周锡元;;结构新型半主动连续变刚度控制的研究[J];四川建筑科学研究;2007年02期
2 闫磊;阙巍;;框剪结构消能减震应用的实证分析[J];四川建筑科学研究;2007年06期
3 杨慧;陈国平;罗小惠;母恩喜;;基于形状记忆合金阻尼器的混凝土框架结构减振分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
4 周倩南;傅昶彬;;结合新规范分析我国高层隔震技术研究现状及新问题[J];四川建筑科学研究;2011年04期
5 杜世平;与观测信息相关的MHMM的参数估计[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年05期
6 ;Improved suboptimal Bang-Bang control of aseismic buildings with variable friction dampers[J];Acta Mechanica Sinica;2007年01期
7 陈杰平;易勇;乔印虎;;磁流变液阻尼减振器力学模型及其发展[J];安徽科技学院学报;2008年02期
8 李波,瞿伟廉;MR阻尼器对桅杆结构风振响应的模糊控制[J];北京交通大学学报;2005年01期
9 李华琳;陈勇;黄琦;李坚;;基于模糊PID控制的磁流变减振控制器[J];兵工自动化;2010年10期
10 庄鹏;薛素铎;李彬双;;SMA-橡胶支座滞回性能的理论模型[J];北京工业大学学报;2006年10期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨晨光;涂序彦;陈杰;;Study of Direction Probability and Algorithm of Improved Marriage in Honey Bees Optimization for Weapon Network System[J];Journal of China Ordnance;2009年02期
2 韩强;杜修力;刘文光;廖维张;;橡胶隔震支座拉伸性能试验研究[J];北京工业大学学报;2006年03期
3 胡中华;赵敏;;基于人工蜂群算法的TSP仿真[J];北京理工大学学报;2009年11期
4 邓光;;建筑结构设置磁流变阻尼器和基础隔震的混合控制研究[J];辽宁科技学院学报;2006年01期
5 李敏霞,刘季;变刚度半主动结构振动控制的试验研究[J];地震工程与工程振动;1998年04期
6 欧进萍,关新春;土木工程智能结构体系的研究与发展[J];地震工程与工程振动;1999年02期
7 田石柱,刘季;结构模型的AMD主动控制试验[J];地震工程与工程振动;1999年04期
8 欧进萍,关新春,吴斌,隋丽丽;智能型压电-摩擦耗能器[J];地震工程与工程振动;2000年01期
9 瞿伟廉,陈朝晖,徐幼麟;压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制[J];地震工程与工程振动;2000年01期
10 孙作玉,隋丽丽;变阻尼半主动结构控制振动台试验[J];地震工程与工程振动;2000年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董平,唐家祥,龚荣洲;一种新型磁流变阻尼器的性能实验研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年07期
2 邓长华,任建亭,姜节胜,任兴民;磁流变阻尼器优化设计与性能分析[J];机械科学与技术;2002年S1期
3 王炅,黄文良,陆静;磁流变阻尼器动力学模型及其应用[J];弹道学报;2003年01期
4 夏品奇;基于系统识别理论的磁流变阻尼器模型[J];工程力学;2003年03期
5 王修勇,陈政清,倪一清,高赞明;斜拉桥拉索磁流变阻尼器减振技术研究[J];中国公路学报;2003年02期
6 蔡植善,黄宜坚;磁流变阻尼器的应用[J];泉州师范学院学报;2003年02期
7 陈义保,宋中民,钟毅芳;基于灰色关联度的磁流变阻尼器结构参数的优化设计[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2004年01期
8 夏品奇,岳海龙;磁流变阻尼器性能及振动控制[J];航空动力学报;2004年03期
9 王乾龙,王炅,李延成;磁流变阻尼器设计中的基本问题分析[J];机床与液压;2004年11期
10 李大海,刘超群,李天石;磁流变阻尼器试验系统开发及应用[J];机床与液压;2004年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马新娜;杨绍普;陈恩利;钱涛;;磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
2 田静;何军;祝世兴;;基于模糊理论的磁流变阻尼器控制[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
3 张海为;程亚鹏;林庆立;;安装磁流变阻尼器控制系统的控制效果分析[A];建筑结构高峰论坛——复杂建筑结构弹塑性分析技术研讨会论文集[C];2012年
4 涂奉臣;陈照波;李华;焦映厚;黄文虎;;一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 涂奉臣;陈照波;李华;焦映厚;黄文虎;;一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
6 张祥金;沈娜;;基于磁流变阻尼器的主动变阻尼减振控制系统设计[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
7 孙伟;胡海岩;;基于多级磁流变阻尼器的操纵面振动半主动抑制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年
8 王昊;胡海岩;;基于磁流变阻尼器整车半主动悬架的开关控制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年
9 孙清;伍晓红;胡志义;;磁流变阻尼器控制结构地震反应的振动台试验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
10 肖志荣;孙炳楠;;磁流变阻尼器的一种智能模型[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘建军;新型磁流变阻尼器及其智能控制方法研究[D];天津大学;2008年
2 张莉洁;冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及其控制系统设计[D];南京理工大学;2008年
3 黄继;含磁流变阻尼器自动武器缓冲系统控制理论与技术的研究[D];中北大学;2011年
4 张红辉;磁偏置内旁通式磁流变阻尼器研究[D];重庆大学;2006年
5 蒋学争;自供能磁流变阻尼器的振动能量捕获技术研究[D];南京理工大学;2012年
6 史鹏飞;磁流变阻尼器的拟负刚度控制及实时混合试验方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 付杰;负刚度磁流变阻尼器减震系统的理论与实验研究[D];华中科技大学;2014年
8 涂奉臣;基于磁流变阻尼器的整星半主动隔振技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 李赵春;磁流变冲击缓冲装置的特性与控制方法研究[D];南京理工大学;2012年
10 石秀东;磁流变减振系统关键技术研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周龙亭;自供能磁流变阻尼器原理及其能量管理电路研究[D];重庆大学;2011年
2 李占卫;磁流变阻尼器的结构和性能研究[D];南京理工大学;2012年
3 杨涛;面向病理性震颤抑震的磁流变阻尼器的研制[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 郑渊智;磁流变阻尼器在建筑结构中的应用[D];西南交通大学;2008年
5 边朝富;磁流变阻尼器动态性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 谢伟;磁流变阻尼器及其结构振动控制研究[D];华中科技大学;2007年
7 汪涛;缸体感应式集成相对位移自传感磁流变阻尼器的设计及实验验证[D];重庆大学;2008年
8 王旭东;全通道磁流变阻尼器的设计与试验[D];天津大学;2008年
9 朱连宇;磁流变阻尼器在大型工程结构振动控制中的应用[D];暨南大学;2009年
10 路子阳;某磁流变阻尼器力学性能及参数辨识研究[D];南京理工大学;2009年
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