半主动变阻尼结构的振动台试验研究

本文对新设计的一种新型磁流变阻尼器的力学性能进行了试验研究。通过试验,建立了阻尼器的力学模型。将阻尼器安装在一1:6三层钢框架结构模型上,进行了模拟地震振动台试验。试验中采用被动和半主动控制方法,输入不同的地震波,对结构进行了振动控制研究,了解半主动变阻尼结构的动力特性。振动台试验结果表明,在输入不同地震波时,被动控制的减振效果变化较大,而半主动控制对结构在不同地震波输入下均有较好的减振效果,另外,磁流变阻尼器在结构中的安装位置不同对结构的减振效果也有一定的影响。最后论文对比研究了被动控制结构和半主动控制结构动力反应试验结果及弹塑性分析结果,试验与计算结果符合较好。     

磁流变阻尼器在单层网壳结构抗倒塌设计中的应用

单层网壳冗余度低,个别杆件失效容易引起结构整体倒塌破坏,对结构施加半主动控制可提高结构抗倒塌能力。首先在ABAQUS中开发了磁流变阻尼器单元,对所开发的单元进行不同电压下力学特性测试,结果表明所开发的单元能够模拟磁流变阻尼器力学特性,可用于结构振动控制中。随后应用磁流变阻尼器单元对不同地震作用下单层网壳进行抗倒塌设计分析,结果表明,在单层网壳结构中增加磁流变阻尼器可减小地震作用下结构杆件应力和位移,提高结构抗倒塌能力。     

磁流变阻尼器抗震应用的试验研究

将磁流变阻尼器安装在一 1∶ 6三层钢框架结构模型上 ,进行了模拟地震振动台试验 .试验采用不同的控制方法 ,了解了半主动变阻尼结构在地震波作用下的动力特性 ,同时对比研究了安装与未安装磁流变阻尼器时结构的动力反应试验结果 ,并对安装磁流变阻尼器结构的试验结果和弹塑性分析结果进行了分析 .     

基于磁流变阻尼器的压路机驾驶室悬置系统研究

鉴于冲击压路机的滚动冲击压实轮和路面冲击对牵引主机平顺性的影响,对驾驶室悬置系统进行研究.在原有的被动减振系统基础上进行改进,建立基于磁流变阻尼器的半主动悬置模型.将传统的驾驶室被动橡胶减振系统与基于磁流变阻尼器的半主动控制悬置系统进行仿真对比分析,结果表明对磁流变阻尼器进行合理的控制,半主动悬置下驾驶室加速度及俯仰加...     

磁流变阻尼器在结构振动控制中的应用研究

从结构抗震性能出发,对磁流变液的流变机理、磁流变阻尼器的工作原理及力学模型进行了研究,同时阐述了磁流变阻尼器在结构振动控制领域的应用,以提高建筑结构减振效率.     

基于最小二乘法的磁流变阻尼器模型参数识别GUI程序开发

设计合理有效的磁流变阻尼器半主动控制方法,对于整体结构的减震效果尤其重要,而磁流变阻尼器的精确建模是磁流变阻尼器控制方法设计及仿真的首要前提。介绍了常用的四种参数模型,包括Bingham模型、修正的Bingham模型、Bouc-Wen模型及现象Bouc-Wen模型,并对模型的优缺点进行了讨论。基于磁流变阻尼器的力学特性试验,选取三种磁流变阻尼器模型进行Simulink建模仿真分析,指出现象Bouc-Wen模型可以较好拟合磁流变阻尼器的各项性能。最后,采用一种基于最小二乘法原理的参数识别方法,基于Matlab中的Simulink GUI图形用户界面设计开发了参数识别程序,对现象Boucwen模型进行参数识别以及线性拟合,将仿真结果和试验数据进行对比,结果表明：程序拟合结果和试验数据吻合很好,相应参数满足要求,具有较好的实际应用价值。     

磁流变阻尼器在建筑结构减振控制中的应用

建筑结构在外部激励下的振动控制一直以来是振动控制领域研究的热点。其中,半主动控制策略包含了被动控制和主动控制的优点,能更有效地提高建筑结构的抗震性能,减轻其在动力作用下的反应及损伤。基于磁流变阻尼器的半主动控制策略也有很大的发展,在实际工程中已有所应用。磁流变阻尼器的主要性能取决于磁流变液成分。综述国内外磁流变阻尼器的研究发展历程,及其在建筑结构减震控制中的应用,展望其在建筑结构减振控制应用中的发展趋势。     

磁流变阻尼器的设计与分析

磁流变阻尼器作为优秀的半主动控制器件,已被广泛运用于各种场合的振动控制。目前磁流变阻尼器的设计方法在很大程度上仍然依赖于设计者的经验,无法对其进行精确的计算。从磁流变液的本构关系和磁流变阻尼器的阻尼力模型出发,着重论述磁流变阻尼器的构造与磁路的设计方法,并运用有限元对磁路部分进行仿真分析;通过参数优化设计出经济合理的磁流变阻尼器,用MATLAB对其进行性能分析,所论述的设计方法能满足工程精度要求,尤其对土木结构工程中磁流变阻尼器的设计具有指导意义。     

SDOF-磁流变式调谐液柱阻尼器系统半主动控制试验研究

结合磁流变(MR)阻尼器与调谐液柱阻尼器(TLCD)特点,研制具有半主动控制性能的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)。基于Bingham模型,设计旋转剪切式MR阻尼器;依据Langrage方程,建立带有阻尼比修正系数的MR-TLCD、MR-TLCD与单自由度(SDOF)结构耦合动力方程。从耗能受力角度,分析该系统的简单双态控制算法。制作SDOF结构与MR-TLCD系统的半主动控制试验装置,实现系统的简单双态控制的半主动控制试验。从SDOF结构的位移峰值、MR-TLCD峰值响应、结构时程曲线对比、MR-TLCD半主动控制实时阻尼力方面,分析半主动控制算法的实时试验效果。结果表明MR-TLCD半主动控制装置具有明显的减振效果,在简谐荷载作用下,结构位移峰值和加速度峰值减振百分比达45%。     

磁流变阻尼器对支座简谐运动下拉索参数振动的智能控制

以斜拉索为研究对象,忽略索桥之间的耦合作用,研究支座简谐运动下,磁流变阻尼器对拉索参数振动的智能半主动控制。首先建立斜拉索-阻尼器系统的三维运动方程,并采用有限差分法进行离散化。针对磁流变阻尼器的力学特点,提出简单适用的基于平衡逻辑算法的半主动控制策略,该控制策略的实现仅需测量阻尼器的位移和速度反应。重点考察支座简谐运动频率与拉索面内基本频率之比为2,1,2/3和1/2这4种工况。仿真分析表明,采用半主动控制策略,大多数情况下磁流变阻尼器能显著地降低拉索的面外位移,可以认为磁流变阻尼器能有效避免拉索平面外参数振动的发生;另一方面,仅在少数情况下磁流变阻尼器才对拉索的面内振动产生明显的减振效果。此外,提出的控制算法会导致拉索振动的混沌性。     

混合控制结构的多维动力分析与优化设计

为了改善滑移隔震结构的减震效果,并研究双向耦合地震作用对减震效果的影响。提出3种磁流变阻尼器(MRD)与滑移隔震混合方案,建立双向耦合地震作用下MRD与滑移隔震混合控制结构的动力分析模型,对6层MRD与滑移隔震混合控制结构进行地震反应分析。结果表明3种混合方案在不同工况荷载作用下的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比滑移隔震结构有不同程度的降低。当考虑竖向地震作用的存在时,随着竖向地震作用的增大,结构的地震反应有小幅度的增加,但各混合方案在各种工况下的各项地震反应均得到较好的控制,而混合方案3的控制效果更加明显。建立MRD与滑移隔震混合控制结构优化设计模型,采用IHGA程序对混合方案3进行优化设计。结果表明,MRD与滑移隔震混合控制结构的各项地震反应均得到更好的控制。     

磁流变阻尼智能加固体系的试验研究

提出利用磁流变阻尼器(MRD)对有损伤结构进行智能加固。根据MRD的特点,结合我国抗震设计规范,给出MRD智能加固的三个等级性能目标,对其进行量化,并确定MRD智能加固的设计要点。利用MRD对一有损伤钢筋混凝土框-剪偏心结构进行抗震加固,并进行振动台试验。结果表明,采用MRD智能加固后的结构抗震性能大大提高,优于用被动控制方法加固的结构。     

磁流变阻尼器的计算模型及仿真分析

介绍了磁流变阻尼器的构造与性能及其常用的计算模型———Bingham模型和Bouc Wen模型 ,并提出了一个新的计算模型———Sigmoid模型。对三种计算模型进行仿真分析 ,并与试验结果进行对比研究 ,研究结果证明 :Sigmoid模型形式简单 ,易于程序化且能很好地描述磁流变阻尼器的力学性能     

大坝升船机地震鞭梢效应智能控制的振动台试验

大坝升船机顶部厂房与底部塔柱结构之间的侧移刚度突变造成了顶部厂房强烈的地震鞭梢效应。针对此问题,本文进行了屋盖MR智能隔震系统对大坝升船机地震鞭梢效应智能控制的振动台试验研究。屋盖MR智能隔震系统由隔震垫、磁流变(MR)阻尼器及控制系统组成,安装在厂房的柱子顶部。首先采用修正的Bingham模型得到数据来训练神经网络以反映MR阻尼器的逆向动力特性,然后与模糊算法结合通过dSPACE实时控制系统得到阻尼器的最优控制信号。试验结果表明:模糊-神经控制方法能有效控制屋盖MR智能隔震系统,使得大坝升船机顶部厂房的鞭梢效应明显减小,排架柱顶位移减小了50%,隔震层相对位移减小了57%。     

压路机减振器的研究

主要对橡胶减振器的减振性能进行研究,分析在不同频率下的橡胶减振器的减振性能,得出橡胶减振器的优缺点,并提出采用磁流变阻尼器的一个全新的解决方案。     

配置MRD的CFRP筋混凝土柱抗震性能试验

为探讨磁流变阻尼器(MRD)对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋混凝土柱抗震性能的影响,完成了1个普通钢筋混凝土柱和2个外置MRD的CFRP筋混凝土柱的水平低周反复荷载试验,其中MRD的电流分别为150 mA和80 mA,研究了不同电流的MRD对CFRP筋混凝土柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、残余变形等的影响以及其与普通钢筋混凝土柱的性能区别。结果表明:与钢筋混凝土柱相比,设置MRD的CFRP筋混凝土柱裂缝较为分散且发展高度较高,极限变形增大,滞回曲线更加饱满,承载力更高,耗能能力明显提升,能量耗散系数可提高104.9%,而且在合理的使用方式下残余位移大幅度减小,最多可减小76.66%,拥有较好的自复位能力; 同时MRD的电流大小对CFRP筋混凝土柱抗震性能影响较大; 相较于配置80 mA的MRD混凝土柱,配置150 mA的MRD混凝土柱的承载能力和耗能能力更高,能量耗散系数可以提高28.61%,且在加载过程刚度始终较大; 不同电流下的MRD混凝土柱破坏模式相同,且在该使用方式下的MRD对残余变形的影响也较小。     

建筑结构地震反应的MR智能基础隔震控制

针对基础隔震局限于减小地震波高频成分对结构影响的缺点,将磁流变(MR)阻尼器与滚动隔震支座相结合形成MR智能基础隔震系统并应用到结构控制中.基于MR阻尼器的Sigmoid模型,进行模糊半主动控制策略设计.在不同种类不同强度的地震波作用下,对智能基础隔震控制下2层钢框架结构的反应进行了仿真分析.结果表明,MR智能基础隔震...     

磁流变弹性体及其隔震(振)应用研究进展

为促进磁流变弹性体及其隔震(振)技术的发展,系统总结了磁流变弹性体在土木工程领域的研究、应用现状和存在的问题.综述了磁流变弹性体的材料组成、制备方法、本构模型,对比了材料、制备方法对磁流变弹性体磁致力学性能的影响;总结了磁流变弹性体隔震(振)支座研究开发方面的最新成果,比较了几类磁流变弹性体智能隔震(振)支座和不同控制...