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空间桁架模型压电摩擦阻尼器半主动优化控制

发布时间:2018-06-17 18:57

  本文选题:空间桁架 + 模型结构 ; 参考:《建筑结构学报》2014年08期


【摘要】:基于压电材料的逆压电效应,将压电陶瓷驱动器与被动摩擦阻尼器结合,设计了一种新型压电摩擦阻尼器,通过施加电压来改变摩擦片间的滑动摩擦阻尼力,从而实现结构的实时半主动控制。分析了该阻尼器的工作原理和构造方法,推导了相应的阻尼力模型。采用遗传算法对空间桁架模型结构进行了不同数量下压电摩擦阻尼器布置位置的优化研究,并利用基于线性二次型经典最优控制(LQR)算法的半主动控制策略,分析了不同数量压电摩擦阻尼器在随机布置和优化布置下对结构地震反应的控制效果。结果表明,新型压电摩擦阻尼器对空间桁架模型结构的地震反应有较好的抑制效果,采用遗传算法进行阻尼器优化布置后,最大控制效果可达57%,相比随机布置阻尼器时控制效果可提高近8%。
[Abstract]:Based on the inverse piezoelectric effect of piezoelectric material, a new type of piezoelectric friction damper is designed by combining piezoelectric ceramic actuator with dynamic friction damper. The sliding friction damping force between friction plates is changed by applying voltage. Thus the real-time semi-active control of the structure is realized. The working principle and construction method of the damper are analyzed, and the corresponding damping force model is derived. Genetic algorithm is used to optimize the location of piezoelectric friction dampers in different numbers of space truss model structures, and the semi-active control strategy based on the classical linear quadratic optimal control (LQR) algorithm is used. The control effect of different numbers of piezoelectric friction dampers on the seismic response of structures under random and optimal arrangement is analyzed. The results show that the new piezoelectric friction damper can suppress the seismic response of the space truss model structure well. The genetic algorithm is used to optimize the layout of the damper. The maximum control effect is up to 57, which can be improved by nearly 8% compared with that of random dampers.
【作者单位】: 西安建筑科技大学土木工程学院;西安石油大学机械工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51178388,51008245) 陕西省工业攻关项目(2013K07-07) 陕西省自然科学基金项目(2013B0280177)
【分类号】:TU352.1

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本文编号:2032109

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