風(fēng)致振動(dòng)的行波壁仿生流動(dòng)控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代橋梁跨度的不斷增大,橋梁結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越柔,橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼也不斷降低。當(dāng)橋梁在動(dòng)力荷載作用下,其更容易產(chǎn)生振動(dòng),因此橋梁對(duì)風(fēng)的敏感性不斷增加,大跨度橋梁結(jié)構(gòu)在風(fēng)的作用下極易發(fā)生風(fēng)致振動(dòng)。風(fēng)致振動(dòng)成為大跨度橋梁設(shè)計(jì)不可忽略的控制因素之一,因此,開(kāi)展風(fēng)致振動(dòng)的流動(dòng)控制研究具有重要的意義。本文選擇一種新型的主動(dòng)流動(dòng)控制方法——行波壁仿生流動(dòng)控制法,通過(guò)在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生柔性的行波壁,抑制邊界層的流動(dòng)分離從而抑制結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)。本文通過(guò)采用智

2、能材料/MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)技術(shù)來(lái)集成行波壁仿生控制系統(tǒng),選取了兩種智能材料驅(qū)動(dòng)器:一種是壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器,一種是離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料IPMC(IonicPolymerMetalComposites)驅(qū)動(dòng)器;并且對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器集成的行波壁仿生系統(tǒng)進(jìn)行了流動(dòng)控制的風(fēng)洞試驗(yàn),研究了該系統(tǒng)的流動(dòng)控制效果。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　首先,選取THUNDER(THinUNimorph

3、DrivER)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器,測(cè)試了驅(qū)動(dòng)電壓與其驅(qū)動(dòng)位移之間的關(guān)系,并通過(guò)壓電陶瓷的本構(gòu)關(guān)系,對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)位移進(jìn)行了理論計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　　其次,用多個(gè)THUNDER壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器,集成行波壁仿生控制系統(tǒng),分析行波壁系統(tǒng)主要參數(shù)的控制因素,并對(duì)該行波壁系統(tǒng)通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn),研究其對(duì)邊界層流動(dòng)分離的抑制效果,結(jié)果表明行波壁仿生系統(tǒng)對(duì)于流動(dòng)控制有一定的效果。
　　然后,通過(guò)一定的制備工藝,制備了另