基于波动理论的大型柔性索网结构振动控制研究

发布时间：2017-05-16 12:04

  本文关键词：基于波动理论的大型柔性索网结构振动控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着空间结构尺寸的增大,索网结构受到冲击或扰动后,其动态响应并非立即传播到整个结构,而是以弹性波的方式逐渐传递,结构的振动特征不再明显而波动特征更为重要。通过控制这些波的波幅或者其携带的能量,可以控制结构的振动。本文将结构局部扰动产生的稳态振动响应看作波在结构中的传播,提出了基于波动理论的结构动力学分析方法并在频域下设计波动控制律,实现索网结构局部和全局的振动控制。本论文主要工作如下:1.通过将振动分解成沿着两个方向传播的波,并根据结构中波的传递关系、节点连续性条件、平衡条件以及结构的边界条件等,实现了对于结构波动响应的解析分析。通过对索网结构的大型化、不同编织方式以及不同材料的研究,说明了该理论具有广泛的适用性。提出了基于波动理论利用传输矩阵研究结构动力学特性的方法。与传统的方法相比,基于波动理论的动力学分析方法,能更准确、更方便地描述大型柔性索网结构的动力学特性。2.通过在节点处建立连续性条件,得到了节点处的散射矩阵,确定了节点处反射波与入射波之间的关系。利用帕塞瓦尔定理得到了在连续结构中以及节点处的功率流表达式,并且得到了结构中任意位置总功率的大小。3.以单点的波动响应为目标函数,进行数值仿真和实验探究,实现了单点的波响应控制。以多根弦上的总功率为目标函数,基于波能量的振动控制研究实现了局部区域或全局的振动控制。
【关键词】：柔性索网结构 波动方法 动力学分析 能量分析 振动控制
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状及发展动态11-15
• 1.3 本论文的研究工作15-16
• 第二章 波动分析16-35
• 2.1 索网结构的波动分析16-23
• 2.1.1 单弦结构16-17
• 2.1.2 十字弦结构17-19
• 2.1.3 小型索网结构19-23
• 2.2 波动分析方法的推广23-29
• 2.2.1 大型索网结构23-25
• 2.2.2 不同编织的索网结构25-27
• 2.2.3 不同材料的索网结构27-29
• 2.3 传输矩阵法29-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 能量分析35-43
• 3.1 散射矩阵35-36
• 3.2 能量传播36-42
• 3.2.1 连续结构中的功率流37-38
• 3.2.2 结构中节点处的功率流38-40
• 3.2.3 索网结构的能量表达40-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 振动控制43-55
• 4.1 基于波动响应的振动控制43-51
• 4.1.1 理论与仿真43-46
• 4.1.2 实验46-51
• 4.2 基于波能量的振动控制51-54
• 4.3 本章小结54-55
• 总结55-56
• 参考文献56-60
• 附录A60-69
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单69-70
• 致谢70

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本文编号：370762