基于形狀記憶高分子復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的半主動(dòng)減振控制.pdf

1、近年來(lái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)為結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提供了新的途徑。結(jié)構(gòu)控制可分為主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制和被動(dòng)控制。目前國(guó)際上研究最多的是半主動(dòng)控制。半主動(dòng)控制特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)振動(dòng)過(guò)程中，由少量的外部能源輸入來(lái)改變結(jié)構(gòu)的阻尼、剛度以及其他的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，從而控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)。它結(jié)合了主動(dòng)控制系統(tǒng)和被動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并且構(gòu)造簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，后期的維護(hù)費(fèi)用也很低。 本文基于結(jié)構(gòu)的半主動(dòng)控制的基本思想，結(jié)合形狀記憶高分子材料在不同的溫度條件下結(jié)構(gòu)剛度可以發(fā)

2、生可逆變化的特點(diǎn)，提出了用熱致型形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制的控制結(jié)構(gòu)。這類(lèi)剛度可變結(jié)構(gòu)在平時(shí)可以作為普通的受力結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，利用形狀記憶聚合物(SMP)材料溫度升高剛度變小的特點(diǎn)，改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，進(jìn)行半主動(dòng)控制。 為了深入了解SMP材料的用于結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制的可行性，本文對(duì)材料的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性和結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制得效果做了如下研究工作： 1.研究了熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料的力學(xué)及形狀記憶性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研

3、究，得到了SMP材料在不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線、SMP材料的玻璃化溫度、彈性模量與溫度關(guān)系曲線。 2.研究了熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料的動(dòng)態(tài)阻尼性能。采用振動(dòng)梁法，研究了在不同的溫度條件下SMP材料阻尼損耗因子和溫度的關(guān)系。 3.對(duì)SMP復(fù)合懸臂梁進(jìn)行了初步振動(dòng)控制研究，驗(yàn)證SMP復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行半主動(dòng)控制的有效性。測(cè)得了該懸臂梁在不同溫度下的固有頻率。在結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整溫度而改變結(jié)構(gòu)的固有頻率，達(dá)到避免共振的目的；