壓電智能結(jié)構(gòu)對(duì)橋梁的振動(dòng)控制.pdf

1、橋梁車振是橋梁運(yùn)行中的重點(diǎn)問(wèn)題。當(dāng)列車通過(guò)橋梁時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)不僅承受靜力作用，還要承受移動(dòng)荷載以及橋梁和車輛的振動(dòng)慣性力的作用。車輛運(yùn)行速度越高，安全問(wèn)題越顯突出，既要保證高速列車在橋上運(yùn)行時(shí)的安全性，又要保證列車乘坐的舒適度。因此很有必要對(duì)橋梁振動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行深入的研究。 近年來(lái)，壓電材料作為一種新型的智能材料，以其良好的材料特性，在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文的研究工作安排為如下六章： 第一章在查閱了大量文獻(xiàn)的

2、基礎(chǔ)上，綜述壓電材料的特性以及壓電材料的工程應(yīng)用，尤其是在土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，介紹了本文的主要研究工作。 第二章分析壓電材料的力學(xué)和電學(xué)性能。對(duì)其作動(dòng)能力和傳感能力進(jìn)行了分析，得到了梁結(jié)構(gòu)中壓電材料的壓電作動(dòng)彎矩方程和壓電傳感方程。 第三章通過(guò)對(duì)埋入梁結(jié)構(gòu)中壓電材料的壓電作動(dòng)力矩方程進(jìn)行分析，推導(dǎo)出壓電材料埋入板梁結(jié)構(gòu)及T型梁結(jié)構(gòu)時(shí)其最優(yōu)埋入深度和壓電材料最優(yōu)厚度的顯式表達(dá)式，由此推導(dǎo)了深度和厚度的理想取值，

3、并結(jié)合實(shí)際情況分析了最優(yōu)取值。 第四章橋梁振動(dòng)系統(tǒng)建模。系統(tǒng)地介紹了車橋動(dòng)力系統(tǒng)建模的演變過(guò)程，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，建立了簡(jiǎn)支橋梁在移動(dòng)簡(jiǎn)諧荷載作用下的橋梁振動(dòng)方程，闡述了動(dòng)力反應(yīng)的時(shí)程分析方法。 第五章算例分析。提出一種新的裝置，把壓電智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用于橋梁的振動(dòng)控制中來(lái)減小橋梁的豎向振動(dòng)。振動(dòng)控制設(shè)計(jì)中控制策略直接決定著控制效果，本文采用了線性二次型最優(yōu)化(LQR)算法用于控制橋梁的振動(dòng)。通過(guò)算例分析橋梁在移動(dòng)荷載作用下的振動(dòng)