《基於磁流變多維減振裝置的建築結構減震研究》是依託鄭州大學，由張香成擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於磁流變多維減振裝置的建築結構減震研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張香成
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
房屋建築倒塌與破壞是地震致人傷亡的最主要原因，基於磁流變阻尼器(MRD)的智慧型控制技術是提高其抗震性能的有效手段。但大多數MRD僅具有單向減振性能，且MRD受控建築結構大多被簡化為平面模型，與結構的多維振動特性嚴重不符。本課題以磁流變多維減振裝置（MMDD）及其受控建築結構為研究對象，對MMDD的力學性能及其受控建築結構的多維抗震性能進行研究。具體內容包括：理論分析並探索MMDD的結構構造原理和設計方法；採用試驗研究的方法揭示電流、位移、速度、頻率對MMDD水平向和豎向力學性能的影響規律，基於試驗結果構建能同時描述MMDD多維力學性能的力學模型；理論分析並構建加入MMDD和控制算法的建築結構的多維動力分析模型；通過仿真分析探討加入MMDD建築結構的多維抗震性能。課題的成功實施將為結構的多維減震難題提供一種新手段，同時也為MMDD受控結構的多維動力仿真分析提供有力的理論和技術支持。
結題摘要
針對建築結構的多維減震問題，分別從磁流變多維減震裝置的設計方法、裝置的力學性能試驗和力學模型、加入磁流變減震裝置建築結構的多維動力分析模型及仿真分析等方面開展了研究，主要成果如下：（1）依據前期提出的磁流變阻尼器的設計方法，提出了磁流變多維減震裝置的結構構造設計、尺寸設計和磁路結構設計方法，設計並製作了具有多向減震功能的磁流變多維減震裝置，為建築結構多維減震提供了一種新方法。（2）在6種不同電流、4種不同位移幅值和4種不同頻率下對磁流變阻尼器進行了力學性能試驗，揭示了磁流變阻尼器的力學性能和耗能性能隨電流、頻率、速度和位移幅值的變化規律，為磁流變阻尼器力學模型的提出及工程套用提供了數據基礎。（3）根據試驗結果，提出了磁流變減震裝置的力學模型，即修正的Sigmoid模型，該模型不僅能描述裝置力學性能隨電流、頻率、速度和位移幅值的變化規律，也能描述裝置的非線性滯回性能，從而為磁流變減震裝置的數學建模和數值仿真分析提供理論參考。（4）以前期提出的磁流變減震裝置受控建築結構的平面模型為基礎，採用空間桿單元建立了加入磁流變減震裝置建築結構的多維動力分析模型，採用MATLAB軟體開發了未控和磁流變減震裝置受控建築結構多維動力分析模型的仿真分析程式；對未控和磁流變減震裝置受控建築結構進行了多維地震回響分析，研究了磁流變減震裝置對建築結構的多維震動控制和扭轉震動控制效果，從而為磁流變減震裝置受控結構的多維動力仿真分析提供理論和技術支持。項目資助發表國內外期刊論文6篇，授權發明專利2項，實用新型專利3項，參與國內外學術會議或研討會9次。培養碩士生1名，1名在讀。項目獲批經費25萬元，支出19.3195萬元，剩餘經費計畫用於論文版面費、專利費和研究生助研費等。
