壓電智能結(jié)構(gòu)對橋梁的振動控制.pdf

1、橋梁車振是橋梁運行中的重點問題。當(dāng)列車通過橋梁時，橋梁結(jié)構(gòu)不僅承受靜力作用，還要承受移動荷載以及橋梁和車輛的振動慣性力的作用。車輛運行速度越高，安全問題越顯突出，既要保證高速列車在橋上運行時的安全性，又要保證列車乘坐的舒適度。因此很有必要對橋梁振動控制技術(shù)進行深入的研究。 近年來，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。對其作動能力和傳感能力進行了分析，得到了梁結(jié)構(gòu)中壓電材料的壓電作動彎矩方程和壓電傳感方程。 第三章通過對埋入梁結(jié)構(gòu)中壓電材料的壓電作動力矩方程進行分析，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)合實際情況分析了最優(yōu)取值。 第四章橋梁振動系統(tǒng)建模。系統(tǒng)地介紹了車橋動力系統(tǒng)建模的演變過程，從簡單到復(fù)雜，建立了簡支橋梁在移動簡諧荷載作用下的橋梁振動方程，闡述了動力反應(yīng)的時程分析方法。 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)用于橋梁的振動控制中來減小橋梁的豎向振動。振動控制設(shè)計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。通過算例分析橋梁在移動荷載作用下的振動