压电-T型变摩擦阻尼器及其性能试验与分析

本文结合压电驱动器和T型摩擦阻尼器的特点，提出了压电-T型变摩擦阻尼器，并建立了阻尼器输入电压主动调节或按位移和速度相关调节的阻尼力模型。其次，设计制作了最大阻尼力450N、阻尼力可调倍数2.5～3倍的小比例模型压电-T型变摩擦阻尼器，进行了可调阻尼力性能试验，得到了输入电压主动调节和分别按位移和速度相关调节的阻尼力滞回曲线，试验结果与阻尼力模型分析结果吻合较好。此外，探讨了压电-T型变摩擦阻尼器的规格化设计，分别设计了最大阻尼力20kN和200kN、阻尼力可调倍数2的压电-T型变摩擦阻尼器参数。压电-T型变摩擦阻尼器构造简单、阻尼力调节方便、响应迅速，是一种性能优燎能阻尼器.     

新型压电摩擦阻尼器的有限元分析及试验研究

利用压电陶瓷的压电效应,研发出一种基于半主动控制的新型压电摩擦阻尼器,介绍其构造和工作原理。建立新型压电摩擦阻尼器的ABAQUS有限元模型,得出阻尼器在不同工况下的滞回曲线,并进行其滞回性能试验,用试验值验证阻尼器有限元模型的相似性,两者得到的阻尼器摩擦力变化趋势相近;采用ANSYS建立安装有新型压电摩擦阻尼器的输变电塔模型,利用MATLAB计算输变电塔模型各层的加速度响应,验证新型压电摩擦阻尼器在实际结构中的摩擦耗能性能,为其工程应用提供理论依据。     

新型组合隔震支座设计与性能研究

在已有研究基础上,为提高摩擦型组合隔震支座变形能力、改进各摩擦组件位移协调性,建立实体化和参数化计算模型,对新型三段两级摩擦组合隔震支座进行构造及内力分析研究,使用ABAQUS软件对摩擦阻尼器和组合隔震支座进行实体有限元模拟。针对设置常规隔震支座和新型组合隔震支座的某隔震结构案例进行建模及非线性时程地震响应分析,推导组合隔震支座出力和构造参数的关系。研究结果表明,文章所采用的摩擦阻尼器参数化建模方法是准确的,新型组合支座可明显降低支座拉应力,减小隔震层位移,提高结构抗倾覆能力。文章提出的针对摩擦阻尼器的简化单元可大幅提高有限元模型的计算效率。     

可调滞回模型的磁流变阻尼器及其试验

本文在现在磁流变阴尼器性能研究的基础上，提出了可调滞回模型的磁流变阻尼器及其试验方法，并进行理论、试验及算例分析。首先，根据恒定电流下磁流变阻尼器的阻尼力滞力特性，利用磁流变材料特性的电流（即磁场）可控特点，建立了变电流下的阻尼力滞回模型；其次，在中通过电路板控制外加电流与装置变形间的函数关系，实现了变电流调节的阻尼力滞回模型；最后，将磁流变阻尼器与橡胶隔震装置结合，形成智能磁流变隔夺装置，并对一个单自由度隔震结构进行了数值仿真分析。     

压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主 …

压电材料是一种新型智能材料。本文将压电材料和被动摩擦阻尼器相结合设计出一种新型智能摩擦阻尼器,并采用基于经典最优控制理论的半主动控制策略对高耸钢塔结构风振反应的控制进行了研究,对国内即将兴建的第一高钢电视塔－－合肥悲翠电视塔进行了算例分析。为满足摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振控制的特殊需要,文中还建立了高耸钢塔结构的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成广义控制力作用位置矩阵和计算摩擦阻     

压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制

压电材料是一种新型智能材料。本文将压电材料和被动摩擦阻尼器相结合设计出一种新型智能摩擦阻尼器,并采用基于经典最优控制理论的半主动控制策略对高耸钢塔结构风振反应的控制进行了研究,对国内即将兴建的第一高钢电视塔──合肥翡翠电视塔进行了算例分析。为满足摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振控制的特殊需要、文中还建立了房耸钢塔结构的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成广义控制力作用位置矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。本文研究表明,压电材料智能摩擦阻尼器可以有效地抑制高耸钢塔结构的风振反应。     

高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究

高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器，它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变（MR）阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合，采用高阶单步算法和两种控制策略对结构进行振动控制。数值模拟分析与振动台试验结果表明：由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点，对较宽频域范围不同大小的地震激励均能提供最优控制。同时也表明该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法。     

智能型压电-摩擦耗能器

本文利用压电陶瓷驱动器的电致形变特征和摩擦耗能器的紧固力决定摩擦力大小的特性,提出了智能型压电－摩擦复合耗能器。文中首先提出了叠层压电陶瓷驱动器与Ｐａｌｌ摩擦耗能器复合的基本结构;其次,提出了压电－摩擦耗能器可调紧固力的计算方法,分析了耗能器形状参数的影响;最后,具体设计了可调摩擦耗能型和拟粘滞型两种压电－摩擦耗能器。     

磁流变智能基础隔震系统研究

本文将磁流变(MR)阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合,组成智能基础隔震系统应用到结构控制中。在详细介绍了系统的各部分与整体运行情况后,采用LQR经典线性最优控制算法对结构进行了振动台试验研究。试验结果表明,由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统,能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点,对较宽频域范围地震激励能进行有效的振动控制。其相对一般被动隔震装置,能同时减小上部结构加速度和隔震层位移.     

基于压电摩擦阻尼器的输电塔模型结构控振分析与试验研究

研究了新型压电摩擦阻尼器对输电塔结构模型在地震作用下的振动控制问题。提出了一种新式的拉索-压电摩擦阻尼器减振系统,对安装有拉索-压电摩擦阻尼器减振系统的输电塔结构模型进行了振动台试验,试验中采用最优Bang-Bang半主动控制策略对阻尼器出力进行实时调节。对试验进行数值模拟分析,并将分析结果与试验结果进行对比,同时对结构的耗能进行了时程分析。结果表明:拉索-压电摩擦阻尼器减振系统能有效减小输电塔结构模型在地震过程中的响应;模拟与试验结果相吻合,说明了模拟结果的可靠性良好。     

Alignment silkworms as seismic animal anomalous behavior (SAAB) and electromagnetic model of a fault: a theory and laboratory experiment

Ａｌｉｇｎｍｅｎｔｓｉｌｋｗｏｒｍｓａｓｓｅｉｓｍｉｃａｎｉｍａｌａｎｏｍａｌｏｕｓｂｅｈａｖｉｏｒ（ＳＡＡＢ）ａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆａｆａｕｌｔ：ａｔｈｅｏｒｙａｎｄｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＭＯＴＯ...     

单层网壳结构振动压电控制分析与试验研究

通过试验,研究自主研发的压电主动杆件在单层网壳结构中的主动智能控制问题.利用集传感器、作动器和承受荷载等功能于一体的压电主动杆件,对网壳结构的地震响应振动实施主动智能控制.结果表明,这种压电主动构件作为网壳结构的内在控制源,可以有效地控制网壳结构的地震响应,起到抑制网壳振动的作用.     

A Semi‐active piezoelectric friction damper

This research investigates the development of a semi‐active piezoelectric friction damper for controlling the seismic response of large‐scale structures. The proposed device is made of Duplex steel and leads to high friction capacity, which can be developed either in passive or semi‐active modes. For the later, piezoelectric actuators react against a stiff clamping system and apply a variable normal force on the multiple contact surfaces. To validate the design, a prototype, which contact surfaces were made of stainless steel and brake pad material, was built and tested in both friction modes. Moreover, an analytical model of the damper was developed to estimate the performance of the piezoelectric actuators within the clamping system. Experimental results showed that the proposed device achieves a force range factor of 1.9. These experimental results also compare well with those obtained from the analytical model of the damper. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

压电主动杆件在结构抗震控制中的优化设计及实验研究

随着建筑形式的多样化以及结构高度、跨度的增大,结构在地震和风等动力荷载作用下的振动问题也日益突出,智能材料的研究与应用成为结构抗震控制技术领域最具前沿性的发展方向之一。本文根据主动控制力学模型,基于最小储能原则,运用遗传算法,得到了主动杆件的最优布置位置和最优增益;进行了三层空间结构主动抗震控制实验,研究结果表明,压电主动杆的控制效果与输入地震波的关系不大,而与结构自身参数关系密切,对结构进行智能控制之后抗震效果显著,结构各层的位移最大抑制达到14%,加速度的最大抑制达到21%。     

压电材料智能控制器对框架结构地震反应的主动控制

本文对压电材料智能控制器装置进行了介绍,并提出了压电材料智能控制器对框架结构地震反应基于现代最优控制理论的主动控制方法。计算实例分析结果表明：应用本方法,该智能控制装置能有效地减小结构的地震反应。     

压电智能传感结构在土木工程中的研究和应用

压电智能结构是目前智能结构的研究热点之一,用途广阔,并取得了丰富的研究成果：文章综述了压电智能结构中的传感器／驱动器及其系统和基于压电传感器的常用监测方法以及在土木工程中的研究和应用等,并对压电智能传感结构工程实用化的前景提出看法。     

薄圆管压电换能器瞬态响应及其在井中激发声场

针对声波测井中采用的柱状薄圆管压电换能器,提出一种研究换能器响应的解析方法.该方法考虑了轴向与径向振动之间的耦合作用,导出置于耦合液体中压电换能器径向位移满足的微分方程和频域传递函数,比较分析了不同激励源作用下换能器的位移响应特性.利用波数域实轴积分法,计算了换能器在弹性地层井孔中激发的声场,研究了不同地层中的波形差异.与前人在假定声源强度的模型下只能求出波场的相对幅度不同,本文得出在一定激励电压作用下换能器在井孔中激发声场的幅度值.这为说明声波测井响应信号的强弱及仪器的声系设计提供了依据,对估计动电效应测井信号的强弱有参考意义.     

The influencing factors and mechanisms of the electromagnetic radiation during rock fracture

ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｒｏｃｋｆｒａｃｔｕｒｅＹＵ－ＺＨＯＮＬＩＵ１）（刘煜洲）ＹＩＮＬＩＵ１）（刘因）ＹＩＮ－ＳＨＥＮＧＷＡＮＧ２...     

Measuring drop size distribution and kinetic energy of rainfall using a force transducer

The relatively high cost of commercially available raindrop spectrometers and disdrometers has inhibited detailed and intensive research on drop size distribution, kinetic energy and momentum of rainfall which are important for understanding and modelling soil erosion caused by raindrop detachment. In this study, an approach to find the drop size distribution, momentum and kinetic energy of rainfall using a relatively inexpensive device that uses a piezoelectric force transducer for sensing raindrop impact response is introduced. The instrument continuously and automatically records, on a time‐scale, the amplitude of electrical pulses produced by the impact of raindrops on the surface of the transducer. The size distribution of the raindrops and their respective kinetic energy are calculated by analysing the number and amplitude of pulses recorded, and from the measured volume of total rainfall using a calibration curve. Simultaneous measurements of the instrument, a rain gauge and a dye‐stain method were used to assess the performance of the instrument. Test results from natural and simulated rainfalls are presented. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.