發(fā)布時(shí)間：2018-03-13 00:29

  本文選題：SMA　切入點(diǎn)：阻尼器　出處：《河北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：超彈性形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,簡(jiǎn)稱(chēng)為SMA)具有大變形恢復(fù)功能,且抗腐蝕、抗疲勞性好,是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制的理想材料。目前關(guān)于超彈性SMA對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究多是在確定性地震激勵(lì)下進(jìn)行的,而地震動(dòng)是一隨機(jī)過(guò)程,因此研究SMA減震結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)將更具有工程意義。本文圍繞SMA阻尼器控制結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)展開(kāi)理論研究,主要內(nèi)容如下:1、設(shè)計(jì)了耗能復(fù)位型SMA阻尼器和復(fù)位型SMA阻尼器,介紹了其構(gòu)造和工作原理。在SMA的Graesser本構(gòu)模型基礎(chǔ)上,建立了兩種SMA阻尼器的力學(xué)模型,進(jìn)而提出了各自的簡(jiǎn)化力學(xué)模型。2、介紹了隨機(jī)過(guò)程基本理論以及幾種典型的地震動(dòng)平穩(wěn)隨機(jī)模型。假定地震地面運(yùn)動(dòng)是具有平穩(wěn)過(guò)濾白噪聲隨機(jī)過(guò)程,給出了與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)地震動(dòng)模型參數(shù)。3、將地震動(dòng)視為平穩(wěn)過(guò)濾白噪聲隨機(jī)過(guò)程,分別針對(duì)耗能復(fù)位型SMA阻尼器和復(fù)位型SMA阻尼器,采用隨機(jī)等價(jià)線(xiàn)性化法建立了減震結(jié)構(gòu)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)方程,再將其表達(dá)為隨機(jī)狀態(tài)方程,進(jìn)而推導(dǎo)了減震結(jié)構(gòu)的隨機(jī)狀態(tài)反應(yīng)公式;基于結(jié)構(gòu)最大層間位移的首次超越破壞準(zhǔn)則和多自由度串聯(lián)可靠度模型,研究了多自由度線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠性。4、分別計(jì)算了耗能復(fù)位型SMA阻尼器和復(fù)位型SMA阻尼器對(duì)一6層鋼框架結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)控制,結(jié)果表明:兩種阻尼器均能有效抑制結(jié)構(gòu)的隨機(jī)地震反應(yīng)(層間位移標(biāo)準(zhǔn)差、層間速度標(biāo)準(zhǔn)差和最大層間位移),大大提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠性。5、以一12層框架結(jié)構(gòu)為例,以結(jié)構(gòu)各層層間位移方差和最小為目標(biāo)函數(shù),采用遺傳算法分別對(duì)耗能復(fù)位型SMA阻尼器和復(fù)位型SMA阻尼器在結(jié)構(gòu)上的布置進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果與其他阻尼器位置工況的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,證明了遺傳算法的可靠性,并指出:在阻尼器數(shù)量相同條件下,將阻尼器布置在結(jié)構(gòu)的中下層,將具有更好的減震效果。
[Abstract]:Shape Memory alloy (Sima) has large deformation recovery function, corrosion resistance and fatigue resistance. It is an ideal material to realize the passive control of structures. At present, most of the studies on the vibration control of structures by superelastic SMA are carried out under deterministic earthquake excitation, and the ground motion is a stochastic process. Therefore, it will be of engineering significance to study the random vibration of SMA dampers. In this paper, the theoretical research on the random vibration of SMA dampers is carried out. The main contents are as follows: 1. The energy dissipation reset SMA dampers and the reset SMA dampers are designed. Based on the Graesser constitutive model of SMA, two kinds of mechanical models of SMA damper are established. Furthermore, the simplified mechanics models. 2, the basic theory of stochastic process and several typical stationary random models of ground motion are introduced. The ground motion of earthquake is assumed to be a stochastic process with stationary filtered white noise. The parameters of random ground motion model corresponding to the Code for Seismic Design of buildings (GB50011-2010) are given. The ground motion is regarded as a stationary filtered white noise random process, and the energy dissipation SMA dampers and reset SMA dampers are respectively used. The stochastic equation of motion is established by using the method of stochastic equivalent linearization, and then expressed as the equation of random state, and then the formula of stochastic state response of the structure is deduced. Based on the first transcendental failure criterion of the maximum interstory displacement of the structure and the series reliability model of multiple degrees of freedom, The dynamic reliability of linear structures with multiple degrees of freedom (MDOF) is studied. The stochastic vibration control of a six-story steel frame structure with energy dissipation reset SMA dampers and reset SMA dampers is calculated respectively. The results show that both kinds of dampers can effectively suppress the random seismic response of the structure (the standard deviation of interstory displacement, the standard deviation of interstory velocity and the maximum displacement between layers), and greatly improve the dynamic reliability of the structure .5. take a 12-story frame structure as an example. Taking the variance sum of displacement between layers as the objective function, The genetic algorithm is used to optimize the structural layout of the energy dissipation reset SMA damper and the reset SMA damper respectively. The optimization results are compared with the calculated results of other dampers, and the reliability of the genetic algorithm is proved. It is pointed out that when the number of dampers is the same, the dampers will be arranged in the middle and lower layers of the structure, which will have better seismic absorption effect.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.1

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本文編號(hào)：1604016