磁流變液阻尼器與結構耦合相互作用的振動控制研究

《磁流變液阻尼器與結構耦合相互作用的振動控制研究》是依託哈爾濱工業大學，由王建擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：磁流變液阻尼器與結構耦合相互作用的振動控制研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王建

項目摘要

針對大/特大地震作用下大型建築彈塑性地震反應控制問題、以及磁流變液阻尼器與結構顯著的動力耦合作用問題，本項目研究磁流變液阻尼器與結構的動力耦合作用規律和機理，發展磁流變液阻尼器與結構動力耦合作用的建模方法和力電模型，研究考慮動力耦合作用的磁流變液阻尼器性能混合試驗方法；研究考慮動力耦合作用的結構非線性地震反應的磁流變阻尼半主動分散魯棒控制算法，通過振動台試驗和仿真分析，提出非線性結構損傷演化評價指標，研究動力耦合作用對磁流變阻尼減震效果的影響，揭示半主動控制下非線性結構損傷累積演化規律、以及動力耦合作用和控制效果隨結構累積損傷的變化規律，提出結構非線性地震反應的磁流變阻尼控制的設計方法。本項目研究將形成一套較完整的磁流變液阻尼器-結構動力耦合作用的控制方法，豐富和發展非線性結構智慧型控制理論，為大/特大地震作用下結構地震破壞控制提供高性能控制系統和魯棒控制方法，具有重要的科學意義和實用價值。

結題摘要

針對大/特大地震作用下大型建築彈塑性地震反應控制問題、以及磁流變液阻尼器與結構顯著的動力耦合作用問題，本項目研究了磁流變液阻尼器與結構的動力耦合作用規律和機理，揭示出地震作用下磁流變液中羰基鐵顆粒的分布密度改變是磁流變液阻尼器與結構的動力耦合作用的本質；在此基礎上，發展了磁流變液阻尼器與結構動力耦合作用的建模方法和力電模型，提出了在滯變阻尼力中補充屈服力與地震加速度的函式來考慮磁流變液阻尼器與結構之間的動力耦合相互作用；研究了結構非線性地震反應的磁流變阻尼半主動分散魯棒控制算法，證明了該算法的輸入狀態穩定性。通過振動台試驗和仿真分析研究了非線性結構損傷累積演化規律，結果表明磁流變阻尼分散控制算法對非線性鋼筋混凝土結構以及具有強不確定性的土-結構系統均具有很好的魯棒性，磁流變阻尼控制不僅有效地降低了結構的累積損傷程度、並且減緩了其發展速度；磁流變阻尼控制系統是通過直接消耗地震能量和間接減小地震動輸入結構的總能量兩方面來減小結構地震反應的；最後研究了震損鋼筋混凝土框架結構的磁流變阻尼控制，提出了磁流變阻尼控制鋼筋混凝土框架結構的震損程度快速評估方法。本項目的研究成果形成一套較完整的非線性結構磁流變液阻尼控制方法，豐富和發展了非線性結構智慧型控制理論，為大/特大地震作用下結構地震破壞控制提供高性能控制系統和魯棒控制方法，具有一定的科學意義和實用價值。