半主动变刚度TLCD减振控制的研究

为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。减振系统的刚度由两部分组成,一部分是液体振动的恢复力,另一部分由变刚度装置的弹簧提供。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。外荷载频率与结构的频率比取不同值,比较了被动TLCD、半主动变阻尼TLCD和半主动变刚度TLCD的减振频带。考虑TLCD的频率和结构的实际频率之间存在一定的误差时,研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。最后,通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。研究结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。     

钢筋混凝土柱加载试验AE监测研究

利用声发射(Acoustic Emission,AE)技术分析动、静态加载下钢筋混凝土柱的断裂、损伤特性。用40mm/s,0.1mm/s两加载速率分别进行钢筋混凝土柱多维循环加载试验。据AE的b值理论捕捉宏观裂纹开始拓展时刻荷载状况,提出用定义宏观开裂发生荷载与极限荷载之比评估钢筋混凝土结构损伤;并对比分析动、静态加载实验中钢筋混凝土柱宏观裂纹初始荷载状况与损伤增长速率。结果表明,利用b值理论即声发射信号幅值分布变化,能捕捉到钢筋混凝土柱裂纹宏观拓展时刻;与静态加载相比动态加载时宏观裂纹的形成所需荷载更小,动态加载更易导致宏观裂纹形成;AE事件累计时间参数能清晰反映钢筋混凝土柱的损伤增长速率,且加载速率高的构件损伤速率高于加载速率低的构件,高加载速率更易导致、加剧结构损伤。     

基于压电陶瓷的销轴连接受力状态监测

销轴连接作为工程中一种常用的连接构件,实时监测其在荷载下的健康状态,对结构的整体稳定性至关重要。该文研究了一种基于压电理论的销轴连接受力状态的实时监测方法,并对其展开了理论和实验研究。同时基于小波包理论分析接收信号的能量,从而识别销轴连接的受力状态。研究结果表明,接收信号的能量与销轴连接的受力状态相关,随着接触面的法向压力增大,接收信号的能量增大,但当法向压力增大到一定值后,接收信号能量达到饱和。因此,该文提出的基于压电理论的销轴连接受力状态监测方法在一定的荷载范围内具有良好的可行性和应用意义。     

三种PZT薄片粘贴状态的导纳理论模型的适用性分析

因粘贴状态PZT薄片的导纳理论模型中结构变量难以量化,通过理论计算与实验对比来评价各模型的适用性较为困难。首先从各模型对结构变量定义的角度对比了三种理论模型的差异,然后通过把相同PZT圆片粘贴到不同材料板上,得到粘贴前后导纳曲线会发生的频移和幅值变化规律,并使用该规律定性地分析了三种理论模型的适用性。结果表明,等效电压模型和机械阻抗模型不能体现粘贴后导纳曲线的一致频移,动刚度模型能较好地体现频移和幅值减小,与实验更加相符。