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基于SMA的结构随机振动控制研究

发布时间:2018-11-22 07:01
【摘要】:超弹性形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)因其独特的功能特性而成为结构振动被动控制的理想材料。目前,关于SMA阻尼器对结构振动控制研究多是在确定性荷载下进行,鲜有涉及随机振动激励环境。本文围绕SMA阻尼器控制结构随机振动展开理论研究,具有重要现实和理论意义。 本文介绍了与随机振动相关的数学基础知识,分析了单自由度结构和多自由度结构随机振动反应。利用SMA的超弹性特性提出了一种新型SMA自复位阻尼器,建立了阻尼器基于Graesser本构模型的力-位移关系曲线,进而提出了简化的力学模型。利用等价线性化方法推导出了SMA阻尼器控制单自由度结构分别在白噪声和地震作用下的随机振动响应公式,并通过算例,,将蒙特卡罗模拟法和等价线性化法计算结果相比较,证明等价线性化法的正确性。利用等价线性化方法推导出了SMA阻尼器控制多自由度结构在地震作用下的随机振动反应,验证了阻尼器的减震功效。
[Abstract]:Superelastic shape memory alloy (shape memory alloy,) is an ideal material for passive control of structural vibration due to its unique functional characteristics. At present, the research on the vibration control of structures by SMA dampers is mostly carried out under deterministic loads, and seldom involves random vibration excitation environments. This paper focuses on the theoretical study of random vibration of SMA dampers, which has important practical and theoretical significance. In this paper, the basic mathematical knowledge related to random vibration is introduced, and the random vibration responses of single and multi-degree-of-freedom structures are analyzed. Based on the hyperelastic properties of SMA, a new SMA self-reset damper is proposed. The stress-displacement curve of the damper based on the Graesser constitutive model is established, and a simplified mechanical model is proposed. By using the equivalent linearization method, the random vibration response formulas of single-degree-of-freedom structures controlled by SMA dampers under white noise and earthquake are derived, and the results of Monte Carlo simulation method and equivalent linearization method are compared through an example. The correctness of the equivalent linearization method is proved. By using the equivalent linearization method, the random vibration response of multi-degree-of-freedom structures controlled by SMA dampers under earthquake action is derived, which verifies the damping effect of the dampers.
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU311.3

【参考文献】

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本文编号:2348427

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