《形狀記憶合金輔助索-索網結構減振的理論及試驗研究》是依託深圳大學，由周海俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：形狀記憶合金輔助索-索網結構減振的理論及試驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周海俊
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現有拉索減振措施存在著耐久性不良、無法同時提高阻尼和頻率等問題。本項目擬發展基於超彈性耗能的形狀記憶合金（SMA）輔助索減振措施。首先進行SMA輔助索模型力學性能試驗，建立精確的力學模型以適用於數值模擬分析，並發展等效線性化力學模型以適用於復模態分析。其次採用復模態方法研究SMA輔助索-索網結構的阻尼，推導其近似計算公式；採用伽遼金法結合Runge-Kutta-Fehlberg算法，分析SMA輔助索-索網結構在激勵下的振動回響，探討SMA輔助索的減振機理；進行SMA輔助索-索網結構模型的減振實驗研究，確證SMA輔助索的減振效果。研究中分三步對SMA輔助索-索網結構的振動特性進行分析：帶單根SMA輔助索的單索，帶單根SMA輔助索的雙索，SMA輔助索-索網結構。由以上研究結果，建立SMA輔助索-索網結構的減振設計方法。本項目研究為SMA輔助索的工程套用提供理論依據，將具有廣闊的套用前景。
結題摘要
本項目研究對斜拉索採用輔助索形成的索網體系增加阻尼裝置，特別探討基於形狀記憶合金超彈性性能製成的高阻尼輔助索連線形成的索網體系的振動特性，並進而研究分析其減振參數最佳化問題。在本項目資助下，共發表SCI檢索論文2篇，EI檢索論文7篇，獲批發明專利2項，培養碩士研究生4名；較好的完成了任務書中計畫的各項任務，且取得了預期的研究成果。分析了附加非線性阻尼裝置時拉索的振動阻尼，發現此時拉索阻尼隨著拉索振動幅值的變化而變化，阻尼器的內剛度將極大的減小拉索所能獲得的最大模態阻尼比(研究內容發表於International Journal of Civil Engineering，獲批發明專利1項)。分析了附加1根彈簧的拉索系統振動特性(發表于振動工程學報)，並進一步研究了附加多根彈簧的拉索的振動特性(發表於工程力學)。研究了附加並聯彈簧和阻尼器的拉索系統的振動特性，並進一步討論了拉索垂度的影響(發表於力學學報)。分析了安裝彈簧對拉索阻尼器參數最佳化的影響(發表於工程力學)。進一步綜合分析了附加阻尼器和彈簧的單索系統的振動特性 (發表於Structural Control & Health Monitoring)。提出了輔助索網系統高阻尼化的措施，並分析了附加阻尼器的1根輔助索連線的2根平行拉索系統的振動阻尼和頻率，發現該系統頻率方程的各階頻率可歸類為奇數階和偶數階模態；當兩根平行拉索參數相同時，奇數階模態為單索+阻尼器振動模態，而偶數階模態類似於單索+彈簧+阻尼器振動模態；僅在一根拉索上安裝一個阻尼器所能獲得的模態阻尼比近乎是兩根拉索各安裝一個阻尼器的一半；進一步分析了多階模態的減振最佳化問題。進一步討論了當輔助索接地時的振動特性(發表於西南交通大學學報)。進行了國產形狀記憶合金的力學性能測試，並對附加形狀記憶合金絲的模型索網系統的自由振動進行實驗測試和有限元模擬分析，研究結果表明系統頻率和模態阻尼均有提高，其中系統頻率增高具有良好的規律性，但模態阻尼增加較為有限 (發表於重慶交通大學學報，獲批發明專利1項)。
