大跨空間結(jié)構(gòu)動(dòng)力災(zāi)變主動(dòng)控制優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大跨空間結(jié)構(gòu)以其新穎的結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)雅的建筑造型和強(qiáng)大的跨越能力，在國(guó)內(nèi)外的研究與工程應(yīng)用已日趨廣泛，并且得到了迅猛發(fā)展。建筑物的跨度不斷增大、高度不斷增加以及結(jié)構(gòu)形式的日益復(fù)雜，使得按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的土術(shù)工程結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震和強(qiáng)風(fēng)等動(dòng)力荷載作用下，很難避免結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷或破壞。將利用智能材料制作的驅(qū)動(dòng)裝置安裝在土木工程結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制，可以有效地減輕結(jié)構(gòu)在車輛、海浪、風(fēng)、地震等動(dòng)力作用下

2、的動(dòng)力反應(yīng)和損傷積累，提高結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)性能。
　　 本文以超磁致伸縮材料(簡(jiǎn)稱為GMM)為核心元件，探討了OMM作動(dòng)器的工作原理和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，研制了一種可以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制的GMM作動(dòng)器，并對(duì)其與主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布置方法進(jìn)行了探討，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析，驗(yàn)證了優(yōu)化后的主動(dòng)控制效果。其主要工作如下：
　　 (1)研究了GMM的變形機(jī)理及磁控特性，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并制作了一種性能較好的GMM作動(dòng)器，同時(shí)對(duì)這種作動(dòng)器的主要磁

3、力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，分析了輸出位移、輸出力等與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，探討了高導(dǎo)磁套筒等因素對(duì)作動(dòng)器性能的影響，總結(jié)了主要規(guī)律，為后續(xù)的研究和應(yīng)用提供了依據(jù)。
　　 (2)基于遺傳算法這一優(yōu)化方法，對(duì)一平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主動(dòng)抗震控制時(shí)作動(dòng)器的布置位置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用MATLAB編寫了適應(yīng)度函數(shù)程序，并應(yīng)用GADS工具箱進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，在提高優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算效率的同時(shí)，可以保證實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化，避免陷入局部?jī)?yōu)化，選到了高效、經(jīng)濟(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行主