壓電摩擦阻尼器在空間桿系結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化布置研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多具有特色的空間建筑結(jié)構(gòu)，而對空間結(jié)構(gòu)的抗震和振動的要求也較高，單獨(dú)依靠結(jié)構(gòu)本身很難抵御外界的地震作用，通常需要外加減震系統(tǒng)以減小結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)。近年來，智能材料的應(yīng)用和振動控制理論的發(fā)展都為結(jié)構(gòu)振動控制提供了一個新途徑。本文主要利用壓電材料的電能和機(jī)械能力相互轉(zhuǎn)換的力學(xué)特性，提出了一種壓電摩擦阻尼系統(tǒng)，應(yīng)用魚群算法對減震系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化布置并進(jìn)行了模擬振動臺試驗(yàn)。論文的主要內(nèi)容有：
　?。?）以壓電材料為

2、基礎(chǔ)，應(yīng)用其電能和機(jī)械能力轉(zhuǎn)換的特性，研發(fā)了一種壓電摩擦阻尼系統(tǒng)，建立阻尼系統(tǒng)的力學(xué)計(jì)算模型，同時(shí)確定了系統(tǒng)各性能參數(shù)，得出仿真計(jì)算的模型，為進(jìn)數(shù)值模擬和仿真優(yōu)化提供依據(jù)。
　　（2）基于人工魚群算法，采用文中提出的壓電摩擦阻尼系統(tǒng)，以空間結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，研究對阻尼系統(tǒng)的布置位置和布置數(shù)量的優(yōu)化問題，并利用MATLAB語言編制程序，對該空間桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震響應(yīng)分析，對空間桿系結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的減震控制效果進(jìn)行研究。結(jié)果表明：應(yīng)用人工魚群算

3、法用于壓電摩擦阻尼系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置，計(jì)算全局收斂效率高，魯棒性強(qiáng)，優(yōu)化后空間桿系結(jié)構(gòu)在地震激勵下的層間位移減少41％左右，優(yōu)化控制效果明顯。
　?。?）設(shè)計(jì)并制作了1個2跨3層的空間結(jié)構(gòu)模型，將壓電摩擦阻尼系統(tǒng)集成于空間模型結(jié)構(gòu)中，選擇未布置、隨機(jī)布置和人工魚群優(yōu)化布置三種布置方案進(jìn)行模擬地震振動臺試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)采用隨機(jī)布置時(shí)，控制效果層間位移平均可減小25.4%，加速度可平均可減小15.7%，而通過魚群算法優(yōu)化后的布置方