考虑加/卸载速率影响的Ti-Ni形状记忆合金简化本构模型

系统研究了Ti-Ni形状记忆合金丝(SMA)应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力、等效阻尼比随材料直径、应变幅值、加载速率、加载循环次数的变化规律;针对SMA唯象Brinson本构模型无法描述SMA动态力学性能的缺点,结合前述试验结果,提出了一种可考虑加/卸载速率影响的SMA简化本构模型。应用该模型对试验用SMA丝进行模拟,所得应力-应变曲线各特征点平均误差仅为3%,结果表明:所建立的速率相关SMA简化本构模型可较为精确地描述SMA在应力诱发相变过程中的超弹性力学行为,同时可反映加/卸载速率和应变幅值等主要因素对其动力本构模型的影响;该模型结构形式简单,具有较好的工程应用前景。     

层间隔震结构的智能混合控制研究

采用橡胶垫隔震的层间隔震结构,发现该种结构隔震层的位移较大。采用在大底盘结构顶部的橡胶垫隔震层设置磁流变阻尼器,通过简化建立十层简化计算模型,并进行了模糊控制仿真,研究结果表明,采用该方法使得层间位移得到了比较好的控制效果。     

设有形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力，利用形状记忆合金(SMA)材料的相变伪弹性性能，研制了一种SMA自复位隔震阻尼器，并将其与叠层橡胶垫联合应用，提出了一种新的自复位隔震装置．为了验证这种新型隔震装置的有效性，文中根据SMA材料的热力学本构关系，建立了有关热力学非线性方程的求解方法，并通过对这种隔震装置力学特性的深入研究，提出了相应的力学分析和计算模型，同时依据剪切型层模型理论．编制了这类隔震结构的弹塑性时程分析程序，进行了一些工程实例的计算分析．研究结果表明，这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响，而且还具有很好的震后自复位能力，为进一步研究自复位隔震装置的特性及层间隔震技术奠定了理论基础．     

基于Sugeno型模糊神经网络的空间杆系结构的压电驱动器主动控制

基于自主研发的压电主动杆件的振动控制特性,采用主动杆件两端节点的相对位移和相对速度作为输入以及控制电流作为输出,设计了空间杆系结构的Sugeno型模糊神经网络控制系统。首先通过LQR方法对结构进行控制产生训练数据样本,再利用神经网络的自适应学习功能进行模糊划分及产生模糊规则,最后利用模糊系统的推理能力对空间杆系结构模型进行基于地震响应的主动控制仿真,同时与基于经验的Mamdani型模糊推理规则进行仿真对比。仿真结果表明两种模糊推理模型对结构模型的控制都能达到良好效果,但是由于Sugeno型模糊推理的计算简单,其仿真速度比Mamdani型模糊推理快几十倍,而且省去了人为的经验总结过程,因而采用Sugeno型模糊神经网络控制器更能满足工程应用的要求。     

基于压电堆的网壳振动智能控制研究

利用压电材料的压电效应机理,设计出一种压电主控作动杆件,分析其工作原理和设计方法.然后利用模糊智能控制进行仿真,将其应用于网壳结构振动智能控制分析中,结果表明压电主控作动杆可有效地减小结构的加速度和位移响应,为其在桁架结构中的应用打下良好的基础.     

基于可控性柱面网壳结构主动控制作动器布置的优化研究

利用磁致伸缩材料的磁控特性制作的作动器可以对结构进行主动控制。首先分析了这种作动器的工作原理和设计方法,并通过实验对其进行了输出性能测试。接着在对作动器进行动力学建模的基础上,推导出整个柱面网壳结构的作动控制方程,同时基于作动效率,提出了不依赖于控制方法的位置优化准则,并且在综合考虑控制效果系数、硬件成本和系统复杂性等因素的基础上,初步确定了作动器的数量,然后采用遗传算法,对作动器的布置位置进行了优化。最后利用LQR主动控制算法,对一柱面网壳模型结构进行了主动控制分析。结果表明,通过优化布置的作动器能够有效地减小结构的动力反应,是一种较好的主动控制方法。此外,主动控制模拟结果也验证了应用遗传算法优化此类问题的优越性和可靠性。     

带边框柱剪力墙模型抗震性能试验研究

对于1／15缩尺比例的两个配筋方式不同的带边框柱剪力墙模型在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究，分析了墙体边框柱与墙体的共同工作性能．对比研究了带边框柱的中高剪力墙受力特点、破坏和耗能机理．并从承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力等方面综合评价了其抗震性能．研究结果表明，带边框柱剪力墙结构具有良好的抗震性能．     

玄武岩纤维RAC基本力学性能试验研究

为了研究玄武岩纤维对RAC早期抗压强度的影响,对10组120个再生粗骨料替代率为50%的玄武岩纤维RAC进行试验研究,分析了不同掺量以及不同掺量长度的玄武岩纤维对RAC早期抗压强度的影响,研究结果表明:在RAC中掺入定量的纳米SiO_2后再掺入不同量不同长度的玄武岩纤维,随着玄武岩纤维掺量及掺量长度的增加其RAC立方体抗压强也在增加,其中玄武岩纤维掺量的变化对RAC抗压强度的影响比掺量长度的变化对RAC抗压强度的影响明显;玄武岩掺量一定时,随着玄武岩纤维掺量的长度的增加RAC抗压强度也随之增加;并且当玄武岩纤维掺量和掺量长度均增加时,随着龄期的增加,其后期28 d时的各掺量下玄武岩纤维掺量长度为18、14 mm两者的抗压强度越来越接近;各玄武岩纤维掺量下RAC不同龄期下的增长速度呈现先快后慢的大体趋势。通过对玄武岩纤维RAC进行研究,为工程实际运用提供借鉴意义。     

硫酸盐-冻融循环下自感应水泥砂浆的耐久及压敏性能

为提升寒冷地区建筑结构的实时损伤监测效果,研究了硫酸盐-冻融循环作用下采用短切碳纤维与铁尾矿作为导电材料制备的自感应水泥砂浆的耐久与压敏性能。利用质量损失、相对动弹性模量及抗压强度损失为依据探讨耐久性能变化规律,以电阻率变化率-压应力的相关关系反映硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能发展规律并解释其导电机理,并采用平均应力敏感系数评价硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能稳定性。结果表明,碳纤维体积掺量为0.4%、铁尾矿替代率为30%(质量分数)组合掺入水泥砂浆时,其耐久性能与压敏性能均达到较高水平,但硫酸盐-冻融循环造成的孔洞与裂缝会导致铁尾矿碳纤维水泥砂浆电阻率变化率-压应力呈一阶指数衰减关系,可采用Plane模型来反映平均应力敏感系数衰减程度与冻融循环次数、铁尾矿替代率之间良好的相关关系。     

大体积混凝土(核电站安全壳)预应力损失分析

本文是关于核电站安全壳混凝土收缩徐变的理论分析,主要内容是在弹性蠕变体理论基础上,利用积分中值定理,在考虑了混凝土的干缩、徐变和预应力钢筋松弛的耦合作用以及建造过程对材料性质变化的影响后,推导出计算后张预应力混凝土的干缩和徐变计算公式,并在此基础上分析了安全壳预应力钢筋的长期预应力损失,这将对核电站安全壳的耐久性分析起到相当重要的作用。