本文關(guān)鍵詞：空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作動(dòng)桿元?jiǎng)恿Ψ�(wěn)定性的理論與試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西安建筑科技大學(xué)》 2011年

空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作動(dòng)桿元?jiǎng)恿Ψ�(wěn)定性的理論與試驗(yàn)研究

劉玲  

【摘要】：大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)因其具有造型美觀、布置靈活,能夠滿足大空間的要求,現(xiàn)已被大量應(yīng)用于社會(huì)生活和工業(yè)生產(chǎn)中去。網(wǎng)殼的桿件長(zhǎng)細(xì)比一般比較大,在動(dòng)力荷載作用下很容易產(chǎn)生振動(dòng),屬于缺陷敏感性結(jié)構(gòu),并且引起動(dòng)力失穩(wěn)事故發(fā)生。因此,研究大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性問題具有重要的理論意義和使用價(jià)值。 目前,改善桿系鋼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性能方式主要是增大桿件的截面面積,以控制桿件的長(zhǎng)細(xì)比,但是這樣做不僅不經(jīng)濟(jì),而且結(jié)構(gòu)一經(jīng)設(shè)計(jì)則無(wú)法改變其動(dòng)力特性,屬于一種被動(dòng)設(shè)計(jì)。為此,本文運(yùn)用壓電智能材料,設(shè)計(jì)制作了一種可以將拉力轉(zhuǎn)化為壓力的壓電主動(dòng)桿件,通過桿件本身受力的主動(dòng)控制來(lái)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性能。 本文首先通過對(duì)基于壓電材料性能而制作成的壓電堆進(jìn)行理論分析及軟件模擬,找出影響壓電堆性能的影響參數(shù),然后通過調(diào)節(jié)此參數(shù),將壓電堆的力學(xué)性能發(fā)揮到最好。接著,本文又將此壓電堆應(yīng)用于壓電主元桿件中,形成了一種集傳感器與驅(qū)動(dòng)器為一體的新型桿件。通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了壓電主元桿件電壓——力之間的關(guān)系基本上與理論相符,為線性關(guān)系。能夠滿足工程上對(duì)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性能控制的需求。 其次,以本文提出的壓電主元桿件為計(jì)算模型,研究了壓電主元桿件在簡(jiǎn)諧荷載作用下時(shí),分別考慮機(jī)電耦合和不考慮機(jī)電耦合時(shí)壓電主元桿件的動(dòng)力穩(wěn)定性問題。并且在簡(jiǎn)諧荷載作用下時(shí)考慮了阻尼、縱向共振及壓電驅(qū)動(dòng)力對(duì)于動(dòng)力失穩(wěn)區(qū)域的影響。從而得出壓電主元桿件對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制起到的改善作用。 最后,本文從理想桿件在沖擊荷載作用下的屈曲理論出發(fā),分別討論了在沖擊荷載作用下,壓電主元桿件在考慮機(jī)電耦合和不考慮機(jī)電耦合時(shí)的屈曲問題,給出了壓電桿的屈曲控制方程。 近年來(lái),隨著科技進(jìn)步,材料、結(jié)構(gòu)、信息、計(jì)算機(jī)科學(xué)等各方面技術(shù)的迅速發(fā)展,將智能材料運(yùn)用于結(jié)構(gòu)中的研究也逐步取得了突破性進(jìn)展。而作為智能材料中性能比較優(yōu)異的壓電材料,將其引入到大跨空間結(jié)構(gòu)中去控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也取得了一定的進(jìn)步,并且它的實(shí)際意義也愈來(lái)愈清晰。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TU399
【目錄】：

摘要3-5

Abstract5-9

1 緒論9-17

1.1 問題的提出與研究意義9-10

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15

1.2.1 桿系鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能概述10-11

1.2.2 智能結(jié)構(gòu)概述11-12

1.2.3 壓電材料在智能結(jié)構(gòu)中應(yīng)用12-15

1.3 本文主要工作15-17

2 主元桿件的設(shè)計(jì)17-39

2.1 引言17

2.2 壓電材料基本性能介紹17-19

2.2.1 壓電效應(yīng)17-18

2.2.2 壓電材料的主要特性參數(shù)18-19

2.2.2 壓電材料的本構(gòu)關(guān)系19

2.3 壓電堆的設(shè)計(jì)及其數(shù)值分析19-26

2.3.1 壓電片19-20

2.3.2 壓電堆20-21

2.3.3 關(guān)于壓電堆動(dòng)力特性的數(shù)值分析21-26

2.4 壓電主元桿件的設(shè)計(jì)26-28

2.5 壓電主元桿件的試驗(yàn)研究28-38

2.5.1 壓電堆的動(dòng)力性能測(cè)試28-29

2.5.2 主元桿件驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電壓與輸出力之間的關(guān)系測(cè)試29-35

2.5.3 主元桿件頻響測(cè)試（自由狀態(tài)）35-38

2.6 本章小結(jié)38-39

3 周期荷載作用下壓電主元桿件動(dòng)力穩(wěn)定性能分析39-61

3.1 動(dòng)力穩(wěn)定性問題的提出39-41

3.1.1 引言39-40

3.1.2 桿系結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性研究概況40-41

3.2 周期荷載作用下主元桿件的動(dòng)力穩(wěn)定性分析41-52

3.2.1 不考慮機(jī)電耦合作用時(shí)動(dòng)力穩(wěn)定性分析42-49

3.2.2 考慮機(jī)電耦合作用時(shí)動(dòng)力穩(wěn)定性分析49-52

3.3 算例分析52-60

3.4 本章小結(jié)60-61

4 沖擊荷載作用下壓電主元桿件的動(dòng)力穩(wěn)定性分析61-75

4.1 引言61-62

4.2 沖擊荷載作用下結(jié)構(gòu)屈曲準(zhǔn)則討論62-66

4.3 壓電主元桿件沖擊荷載下的動(dòng)力穩(wěn)定性66-74

4.3.1 理想軸線受壓桿件在沖擊荷載作用下的動(dòng)力穩(wěn)定性66-68

4.3.2 壓電主元桿件在沖擊荷載作用下的動(dòng)力穩(wěn)定性68-73

4.3.3 算例分析73-74

4.4 本章小結(jié)74-75

5 結(jié)論與展望75-78

致謝78-79

參考文獻(xiàn)79-83

附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文83

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1 鞠花;黨發(fā)寧;謝定義;;粘土心墻土石壩震后動(dòng)力穩(wěn)定性分析[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2003年

2 楊新邁;沈亞鵬;;壓電圓柱殼體動(dòng)力穩(wěn)定性的三維分析[A];“力學(xué)2000”學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2000年

3 鄭曉靜;楊緒普;周又和;;聚變反應(yīng)堆超導(dǎo)磁體電磁彈性動(dòng)力穩(wěn)定性的定量分析[A];計(jì)算力學(xué)研究與進(jìn)展——中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)第三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1999年

4 辛洪兵;鄭偉智;孫瑞濤;;諧波齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力穩(wěn)定性分析[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

5 高原文;周又和;鄭曉靜;;鐵磁梁式板磁彈塑性動(dòng)力特征研究[A];第七屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議和第九屆全國(guó)非線性振動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

6 王秀麗;孫曉驥;;地震作用下弦支穹頂結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性[A];第六屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

7 鄭玉芳;傅衣銘;;損傷對(duì)粘彈性板非線性動(dòng)力學(xué)行為的影響[A];第七屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議和第九屆全國(guó)非線性振動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

8 劉慧娟;王永躍;韓慶華;;地震荷載作用下弦支穹頂結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性研究[A];第五屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

9 祁發(fā)強(qiáng);高原文;;磁脈沖作用下鐵磁梁式板磁彈塑性力學(xué)行為模擬[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

10 邵生俊;佘芳濤;鄧國(guó)華;;錦屏一級(jí)水電站節(jié)理裂隙巖體超高邊坡動(dòng)力穩(wěn)定研究的思考[A];第九屆全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 記者 魏忠杰;[N];新華每日電訊;2003年

2 紀(jì)懷昌;[N];大眾科技報(bào);2003年

3 紀(jì)懷昌;[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2003年

4 曾菊敏 韓景昌;[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年

5 杜志云;[N];中國(guó)商報(bào);2000年

6 記者 王彥民　通訊員 靳丹;[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李秋義;高速鐵路無(wú)縫線路動(dòng)力穩(wěn)定性概率分析理論研究[D];中南大學(xué);2003年

2 許紅濤;巖石高邊坡爆破動(dòng)力穩(wěn)定性研究[D];武漢大學(xué);2006年

3 趙廣;轉(zhuǎn)子—聯(lián)軸器—軸承—隔振器系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

4 吳玉華;大跨度鋼管混凝土拱橋抗震性能及動(dòng)力穩(wěn)定研究[D];浙江大學(xué);2009年

5 彭凡;粘彈性板殼的靜動(dòng)力穩(wěn)定性問題研究[D];湖南大學(xué);2005年

6 楊金花;具脫層復(fù)合材料層合圓柱殼的非線性靜動(dòng)力學(xué)性能與脫層擴(kuò)展研究[D];湖南大學(xué);2006年

7 趙永剛;熱載荷作用下功能梯度材料板殼的靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)[D];蘭州理工大學(xué);2007年

8 高博青;大型環(huán)狀懸臂型張弦梁挑蓬結(jié)構(gòu)的性能研究[D];浙江大學(xué);2004年

9 岳順;隧道圍巖動(dòng)力穩(wěn)定性研究與時(shí)間序列建模分析[D];重慶大學(xué);2009年

10 宋志強(qiáng);水電站機(jī)組及廠房結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)特性研究[D];大連理工大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋志偉;基于擬小波方法的軸系動(dòng)力穩(wěn)定性研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 計(jì)靜;地震作用下單層鋼框架動(dòng)力穩(wěn)定性研究[D];大慶石油學(xué)院;2004年

3 孫慶巍;雙層預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力穩(wěn)定性分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2006年

4 羅漪;薄壁桿件的動(dòng)力穩(wěn)定性[D];華僑大學(xué);2000年

5 史俊亮;K8型單層網(wǎng)殼在撞擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)研究[D];太原理工大學(xué);2005年

6 金鋼鋒;波浪荷載作用下海堤動(dòng)力響應(yīng)研究[D];浙江大學(xué);2005年

7 彭年;五大連池新期火山巖漿房的動(dòng)力穩(wěn)定性研究[D];首都師范大學(xué);2004年

8 李大東;中日尾礦壩抗震設(shè)計(jì)規(guī)范比較及相關(guān)問題研究[D];大連理工大學(xué);2006年

9 吉小艷;弧形鋼閘門主框架動(dòng)力穩(wěn)定性的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

10 姚云龍;疊層橡膠支座與懸臂柱串聯(lián)體系動(dòng)力穩(wěn)定性分析[D];蘭州理工大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作動(dòng)桿元?jiǎng)恿Ψ�(wěn)定性的理論與試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：134217