空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作動桿元動力穩(wěn)定性的理論與試驗研究.pdf

1、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)用于社會生活和工業(yè)生產(chǎn)中去。網(wǎng)殼的桿件長細(xì)比一般比較大，在動力荷載作用下很容易產(chǎn)生振動，屬于缺陷敏感性結(jié)構(gòu)，并且引起動力失穩(wěn)事故發(fā)生。因此，研究大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性問題具有重要的理論意義和使用價值。目前，改善桿系鋼結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性能方式主要是增大桿件的截面面積，以控制桿件的長細(xì)比，但是這樣做不僅不經(jīng)濟，而且結(jié)構(gòu)一經(jīng)設(shè)計則無法改變其動力特性，屬于一種被動

2、設(shè)計。
　　 本文運用壓電智能材料，設(shè)計制作了一種可以將拉力轉(zhuǎn)化為壓力的壓電主動桿件，通過桿件本身受力的主動控制來調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性能。本文首先通過對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)動器為一體的新型桿件。通過實驗，驗證了壓電主元桿件電壓--力之間的關(guān)系基本上與

3、理論相符，為線性關(guān)系。能夠滿足工程上對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力穩(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算模型，研究了壓電主元桿件在簡諧荷載作用下時，分別考慮機電耦合和不考慮機電耦合時壓電主元桿件的動力穩(wěn)定性問題。并且在簡諧荷載作用下時考慮了阻尼、縱向共振及壓電驅(qū)動力對于動力失穩(wěn)區(qū)域的影響。從而得出壓電主元桿件對于結(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