網殼結構的壓電摩擦阻尼桿式構件及其減振控制性能

《網殼結構的壓電摩擦阻尼桿式構件及其減振控制性能》是依託大連理工大學,由楊颺擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：網殼結構的壓電摩擦阻尼桿式構件及其減振控制性能
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊颺

項目摘要

本項目採用新型被動壓電摩擦阻尼器替代雙層網殼結構中的部分桿件，對其進行減振控制。既不改變原結構的格線形式，又能充分利用被動壓電摩擦阻尼器的可調滯回特性，可有效控制網殼結構在強烈振動下的回響。研究對於開發網殼結構的新型阻尼器，提高網殼結構的控制效果，提出網殼減振結構的實用設計方法，提高現役大跨網殼結構的抗震等級具有重要意義。本項目針對網殼結構的壓電摩擦阻尼替代桿式構件及其減振控制性能展開理論分析、數值計算和實驗研究工作。擬研製新型桿式被動可調壓電摩擦阻尼器，建立阻尼器的恢復力模型，並進行阻尼器的力學性能實驗，研究阻尼器的可靠性；建立桿式壓電摩擦阻尼器和網殼減振結構的數值模型，基於已有的有限元軟體，編制網殼減振分析的二次開發程式；探索桿式壓電摩擦阻尼器在網殼結構中的布置原則及參數影響；進行網殼結構減振控制的振動台實驗；提出基於性能的網殼減振結構的實用抗震設計方法。

結題摘要

本項目針對網殼結構的阻尼替代桿式減振控制及其性能共進行四部分的主要研究工作：壓電摩擦阻尼器的構造設計及性能分析、網殼減振結構的動力分析及性能設計、網殼減振結構實驗研究以及網殼減振結構的阻尼器布置研究。研究較為全面地分析了阻尼替代桿式網殼結構的動力特性及減振機理，對阻尼器的布置原則以及最佳化布置方式進行了深入的分析，並通過實驗加以驗證。採用新型壓電摩擦阻尼器替代網殼結構的某些桿件，可以在不改變原來結構格線形式的條件下，對網殼結構進行有效的控制。提出了阻尼器的基本構造，對其力學機理進行了研究，並在此基礎上建立了阻尼器的數值分析模型。在此基礎上，建立網殼減振結構動力分析數值模型。對多種阻尼器布置方案的網殼結構模型進行了數值分析，分析阻尼器布置方式、布置數量、阻尼係數、阻尼器剛度以及結構參數對網殼減振結構動力回響的影響。對設定阻尼器的網殼結構進行了動力穩定性及失效的分析，編製程序進行結構動力全過程分析和性能設計。對壓電驅動器進行性能實驗，進而對壓電摩擦阻尼器進行滯回實驗，實現了多種滯回模型。在兩種常用地震作用下對設定阻尼器的結構進行動力實驗，對數值分析結果加以驗證。採用特徵值擾動法，並參考地震譜的概念，對網殼結構阻尼器最優布置位置進行靈敏度分析。