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.     

磁控形状记忆合金作动器设计及其控制效果

为探索磁控形状记忆合金（MSMA）可作为一种在振动控制领域中可推荐的新型智能驱动材料,在对其力学性能的研究中,给出其输出控制力的变化规律,继后自行研制MSMA作动器,确定MSMA材料的外形尺寸、变形恢复装置、磁路设计等重要的因素。建立平面直径为80m单层球面网壳结构,按照三种方案设置基于MSMA作动器的控制元件,并应用反应谱计算了竖向地震荷载作用下的响应,通过和无控结构的响应进行对比分析取得MSMA的控制效果。结果表明,MSMA主动控制元件对大跨网壳结构的振动控制效果很明显,是一种理想的智能驱动材料,有着广阔的应用前景。     

带边框柱剪力墙抗震性能研究

以理想弹塑性钢筋本构关系模型、Hognestad混凝土本构关系模型为基础,采用分层组合法研究钢筋混凝土剪力墙结构,并分析缩尺比为1/15的大型火电厂主厂房纵向带边框柱中高剪力墙模型结构的承载能力、变形、耗能能力等项目。经与实际试验结果进行对比,符合较好。     

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。     

钢筋混凝土双肢剪力墙的抗震性能

运用壁式框架方法，通过对３榀钢筋混凝土双肢剪力墙结构试验模型的弹塑性全过程分析及与试验结果比较，探讨了双肢的力墙结构弹塑性发展的一般规律．试验和理论分析都表明，经过延性设计的双肢的力墙结构，是一种理想的抗震结构形式．     

基于SMA神经网络本构模型的结构地震响应控制

利用遗传算法优化BP神经网络初始权/阀值,建立SMA神经网络本构模型,并将优化配置后的SMA应用到一空间杆系结构,通过MATLAB编写Newmark-β算法程序求解结构动力反应,与振动台试验结果进行对比。结果表明,相比未优化的SMA神经网络本构曲线,优化后本构曲线能更好地预测SMA在反复荷载作用下的超弹性恢复力,是一种稳定性较高的速率相关型动态本构模型。应用优化配置的SMA丝进行振动控制后,结构地震反应峰值仿真结果与试验结果基本吻合,且得到有效地抑制,验证了SMA神经网络本构模型的适用性和采用MATLAB进行SMA被动控制仿真的可行性。