应用形状记忆合金（SMA）的主动结构控制研究

摘要

该文从理论上对形状记忆合金在主动结构振动控制中的应用作了较系统的研究.文中首先对结构控制的研究进展和现状进行了回顾,对形状记忆合金的特性和微观机理进行了综述,并给出了形状记忆合金的本构关系的热力学方程.其次,研究了形状记忆合金的驱动特性,并且提出了提高形状记忆合金驱动器作动频率的有效方法.接着,将形状记忆合金复合到悬壁梁上,研究了对形状记忆合金复合梁实施最优主动控制的可行性.其中,研究了形状记忆合金复合梁的恢复力模型,提出了将形状记忆合金分组交替加热的控制方法,通过算例分析验证了利用形状记忆合金对悬臂梁进行最优主动控制的有效性,并探讨了形状记忆合金驱动器的设计问题.最后,研究了利用形状记忆合金拉索对建筑结构地震反应实施主动控制的可行性及控制结果,推导了形状记忆合金拉索的恢复力模型,并通过计算机仿真验证了应用形状记忆合金拉索实施主动结构控制的效果,结果表明,形状记忆合金拉索可以显著地抑制结构的地震反应.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1结构振动控制概述

1.2形状记忆合金简介

1.3形状记忆合金在结构振动控制领域的应用研究现状

1.4本文的研究工作

第二章形状记忆合金的本构关系及驱动特性

2.1引言

2.2形状记忆合金特性的微观机理

2.3形状记忆合金的本构关系

2.4形状记忆合金的热力学方程

2.5形状记忆合金的驱动特性研究

2.6小结

第三章形状记忆合金复合梁主动振动控制研究

3.1引言

3.2形状记忆合金复合梁主动控制系统及原理

3.3形状记忆合金驱动器的恢复力模型

3.4最优控制算法

3.5计算程序及算例分析

3.6形状记忆合金驱动器的设计

3.7小结

第四章应用形状记忆合金拉索对建筑结构地震反应实施主动控制的研究

4.1引言

4.2形状记忆合金拉索控制系统及控制原理

4.3地震激励下主动控制结构系统的运动方程

4.4形状记忆合金拉索的恢复力模型

4.5运动方程的求解过程

4.6算例结果及分析

4.7小结

第五章结论

参考文献

致谢