超弹性sma减震结构随机振动理论研究

《超弹性sma减震结构随机振动理论研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：超弹性SMA减震结构随机振动理论研究论文作者：穆蒙蒙学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：结构工程指导教师：任文杰职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofStructuralEngineeringRESEARCHONRANDOMVIBRATIOMTHEORYOFSTRUCTUREWITHSUPERELASTICSHAPEMEMORYALLOYDAMPERByMuMen

2、gmengSupervisor:Prof.RenWenjieMay2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：2015.5.25关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存

3、、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：2015.5.25导师签名：日期：2015.5.25HebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofStructuralEngineering河北工

4、业大学硕士学位论文摘要超弹性形状记忆合金（ShapeMemoryAlloy，简称为SMA）具有大变形恢复功能，且抗腐蚀、抗疲劳性好，是实现结构被动控制的理想材料。目前关于超弹性SMA对结构振动控制的研究多是在确定性地震激励下进行的，而地震动是一随机过程，因此研究SMA减震结构的随机振动将更具有工程意义。本文围绕SMA阻尼器控制结构的随机振动展开理论研究，主要内容如下：1、设计了耗能复位型SMA阻尼器和复位型SMA阻尼器，介绍了其构造和工作原理。在SMA的Graesser本构模型基础上，建立了两种SMA阻尼

5、器的力学模型，进而提出了各自的简化力学模型。2、介绍了随机过程基本理论以及几种典型的地震动平稳随机模型。假定地震地面运动是具有平稳过滤白噪声随机过程，给出了与《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)相对应的随机地震动模型参数。3、将地震动视为平稳过滤白噪声随机过程，分别针对耗能复位型SMA阻尼器和复位型SMA阻尼器，采用随机等价线性化法建立了减震结构的随机运动方程，再将其表达为随机状态方程，进而推导了减震结构的随机状态反应公式；基于结构最大层间位移的首次超越破坏准则和多自由度串联可靠度模型，研究了

6、多自由度线性结构的动力可靠性。4、分别计算了耗能复位型SMA阻尼器和复位型SMA阻尼器对一6层钢框架结构的随机振动控制，结果表明：两种阻尼器均能有效抑制结构的随机地震反应（层间位移标准差、层间速度标准差和最大层间位移），大大提高结构的动力可靠性。5、以一12层框架结构为例，以结构各层层间位移方差和最小为目标函数，采用遗传算法分别对耗能复位型SMA阻尼器和复位型SMA阻尼器在结构上的布置进行了优化。优化结果与其他阻尼器位置工况的计算结果进行了比较，证明了遗传算法的可靠性，并指出：在阻尼器数量相同条件下，将阻

7、尼器布置在结构的中下层，将具有更好的减震效果。关键词：SMA阻尼器结构随机振动随机等价线性化法状态方程遗传算法I超弹性SMA减震结构随机振动理论研究ABSTRACTSuper-elasticshapememoryalloy(referredtoSMA)withlargedeformationrecoveryfunction,resistanttocorrosion,andgoodfatigueresistance,istheidealmaterialforstructurepassivecontrol.A

8、tpresent,theresearchesonSMAdamperinstructuralvibrationcontrolarecarriedoutunderthedeterministicload,butgroundmotionisarandomprocess.SotheresearchonrandomvibrationstructurewithSMAwillhavemoresignificanceinEngineering