MR阻尼器对桅杆结构风振响应的智能控制

摘要

该文介绍了磁流变液的构成原理和力学性能,详细阐述了利用磁流变液制成的MR阻尼器的基本原理、组成、力学模型和力学性能.根据抗风设计的要求和桅杆结构自身的特点,创新的提出了适合于桅杆结构振动控制的MR阻尼器—弹簧系统.在水平力的作用下,桅杆结构变形呈现大变形特征,因此,在结构的静、动力分析中必须考虑其几何非线性效应.该文基于修正的拉格朗日坐标描述法,利用有限元的基本理论,推导了空间四节点索单元的大位移刚度矩阵的具体表达式.在将桅杆结构离散为空间四节点索单元和空间梁单元的计算模型的基础上,提出了桅杆结构顺风向风振响应的非线性时域分析方法,突破了传统的用随机振动理论对桅杆结构进行频域分析的方法,仿真分析结果表明能够反映桅杆结构的基本特征.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题背景及研究意义

1.3桅杆结构的风振响应

1.4结构振动控制技术的历史、现状与评述

1.5本课题国内外的研究现状及存在的问题

1.6本文的主要工作

第二章MR阻尼器的力学模型

2.1引言

2.2 MR流变液

2.3 MR阻尼器

2.4 MR阻尼器的恢复力模型

2.5 MR阻尼器—弹簧并联体系

2.6本章小结

第三章桅杆结构的动力计算模型

3.1引言

3.2增量形式的虚功原理

3.3 UL格式的虚位移原理

3.4四节点索元离散化模型

3.5空间梁单元离散化模型

3.6本章小结

第四章桅杆结构非线性动力分析方法

4.1引言

4.2桅杆结构非线性时域分析

4.3顺风向脉动风荷载模拟

4.3.1脉动风压的功率谱密度函数

4.3.2脉动风压系数

4.3.3脉动风的空间相关性

4.3.4风荷载的自功率与互功率谱密度函数

4.3.5多维脉动风荷载的随机模拟

4.4桅杆结构计算实例及分析

4.5本章小结

第五章MR阻尼器对桅杆结构风振响应的半主动控制

5.1引言

5.2最优控制策略

5.2.1原理

5.2.2结构振动控制中的最优控制算法

5.3“开关—耗能”半主动控制策略

5.4半主动控制效果

5.5本章小结

第六章MR阻尼器对桅杆结构风振响应的模糊控制

6.1引言

6.2模糊控制理论的形成和发展

6.3模糊控制的基本过程

6.4模糊控制策略

6.4.1模糊控制器的输入输出变量

6.4.2模糊控制规则

6.4.3精确量与模糊量之间的相互转化

6.4.4模糊控制离线查询表

6.5 MR阻尼器对桅杆结构风振响应的模糊振动控制

6.6本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2进一步工作的展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表和完成的论文及参与的研究课题

致谢