【摘要】：在現(xiàn)代交通體系中,橋梁作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施和城市生命線,在災(zāi)害發(fā)生后往往是關(guān)鍵的出入途徑和疏散通道,所以災(zāi)后仍具備一定的通行條件和使用功能對(duì)橋梁來(lái)說(shuō)十分重要,研究建立更為安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、有效的結(jié)構(gòu)體系很有必要。采用磁流變液等智能材料的半主動(dòng)控制裝置因其諸多良好的性能備受研究人員關(guān)注,本文主要以MR阻尼器為控制裝置對(duì)地震激勵(lì)下的隔震連續(xù)梁橋進(jìn)行振動(dòng)控制,對(duì)比研究不同控制策略和方案作用下的控制效果,為MR阻尼器的推廣應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。本文首先介紹了結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的概念、分類及其在工程領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,著重闡述了被動(dòng)控制、主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制、混合控制及智能控制的基本原理和工程應(yīng)用,并對(duì)MR阻尼器進(jìn)行簡(jiǎn)介。然后,通過(guò)對(duì)磁流變液效應(yīng)的介紹,闡述了MR阻尼器的工作性能,對(duì)兩種常見(jiàn)的MR阻尼器動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行介紹,比較各自的優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)具有自供電自感應(yīng)特性的新型磁流變阻尼器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。其次,對(duì)本文所采用的連續(xù)梁橋Benchmark模型進(jìn)行介紹,利用Newmark-β法對(duì)模型的非線性動(dòng)力方程進(jìn)行推導(dǎo),建立結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析流程,并采用多條地震波對(duì)該模型進(jìn)行數(shù)值仿真,相應(yīng)的分析結(jié)果為本文控制設(shè)計(jì)的分析基礎(chǔ)。再次,將車輛領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的Skyhook控制算法及其改進(jìn)算法引入基于MR阻尼的橋梁結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制,進(jìn)行針對(duì)性的控制設(shè)計(jì),并對(duì)不同方案作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比,分析結(jié)果表明:基于Skyhook算法及其改進(jìn)算法的半主動(dòng)控制對(duì)連續(xù)梁橋能夠?qū)崿F(xiàn)有效的振動(dòng)控制,其中SK方案和SK-Jerk方案較M-SK方案有更出色的表現(xiàn)。最后,結(jié)合不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,分別建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和學(xué)習(xí)矢量量化網(wǎng)絡(luò)的智能控制策略,并進(jìn)行控制方案設(shè)計(jì),數(shù)值分析的結(jié)果表明:基于BP網(wǎng)絡(luò)的智能控制在峰值控制方面實(shí)現(xiàn)了接近樣本控制的效果,在全時(shí)程控制穩(wěn)定性上則具有優(yōu)異的表現(xiàn);基于LVQ網(wǎng)絡(luò)的智能控制能夠有效抑制橋梁振動(dòng)響應(yīng),在基底剪力和傾覆彎矩的控制上尤為出色,整體上要優(yōu)于基于Skyhook算法的傳統(tǒng)控制方案。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U442.55
【圖文】：

圖 2.2 MR 阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖Fig 2.2 Schematic structure of MR damper阻尼器的動(dòng)力模型及力學(xué)特性 MR 阻尼器平臺(tái)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，研究人員發(fā)現(xiàn) M當(dāng)復(fù)雜，呈現(xiàn)很強(qiáng)的非線性，為更好地發(fā)揮 MR 阻尼器的

圖 3.4 三維有限元模型Fig 3.4 The three-dimensional finite element modelABAQUS 對(duì)該橋進(jìn)行非線性靜力分析，得到全橋質(zhì)量矩陣和初始結(jié)構(gòu)前兩階的振型阻尼比為 5%，運(yùn)用瑞雷阻尼來(lái)模擬結(jié)構(gòu)阻尼ATLAB裝配組成結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)，研究人員據(jù)此可以提出不同的控

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2737880