智能材料与土木工程结构振动控制.pdf

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1、第28卷第1期甘肃工业大学学报VoI.28No.12002年3月JournaIofGansuUniversityofTechnoIogyMar.2002"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章编号：1000-588（92002）01-0080-05智能材料与土木工程结构振动控制韩建平，李慧，杜永峰，宋!，党育（甘肃工业大学防震减灾研究所，甘肃兰州730050）摘要：结合国内外最新研究成果，综述了压电材料、电/磁流变液、形状记忆合金等智能材料的基本性能

2、、工作原理及其在土木工程结构振动控制中的应用研究概况，并对研究及应用中存在的问题作了探讨.关键词：智能材料；振动控制；光纤；压电材料；形状记忆合金；电/磁流变液；磁致伸缩材料中图分类号：TU591文献标识码：ASmartmaterialsandVibrationcontrolforciVilengineeringstructureHANJian-ping，LIHui，DUuong-feng，SONGuu，DANGuu（InstituteofSeismicProtectionandDisasterMitigation，GansuUniv.o

3、fTech.，Lanzhou730050，China）Abstract：OnthebasisoftheIatestachievementsinChinaandabroad，themainpropertiesofsmartmateriaIssuchaspiezoeIectricmateriaIs，eIectro-andmagneto-rheoIogicaIfIuids，shapememoryaIIoys，etcasWeIIastheirfunctionaIprinci-pIeandappIicationinvibrationcontroIi

4、nciviIengineeringstructurearesummarized.TheexistingprobIemsinthere-searchandappIicationareaIsopresented.Keywords：smartmateriaIs；vibrationcontroI；opticaIfibers；piezoeIectricmateriaIs；shapememoryaIIoys；eIectro-andmagneto-rheoIogicaIfIuids；magnetostrictionmateriaIs自从1972年美国J

5、.G.P.uao教授提出土木工动材料两大类.当智能材料按其特殊功能而以某种程结构振动控制概念以来，结构振动控制从理论到方式融合到结构基体材料之中时，便可发挥自己的实践都得到了很大的发展.结构振动控制可以有效感知和驱动功能来实现结构的感知和自我调节功地减轻结构在风和地震等动力作用下的反应和损能，使结构由不变的、无智能和无生命的向可变的、伤，提高结构的抗震能力和抗灾性能，是抗震减灾积有智能和有生命的方向发展，从而更有效地抵御各种环境干扰的作用［2］极有效的对策.按照控制机理，可分为基础隔震、被.在土木工程领域，研究热点主动消能减震、主动控制、

6、半主动控制以及混合控制.要集中在结构振动的实时监测与诊断，结构的自适应、自修复或自控制等方面.这些研究的开展及应用每种控制形式均有其相应的优点和缺点.被动控制必将有效地增强结构的功能性、适用性和耐久性.而装置具有简单、容易实现及减震效果较好的特点，已将其应用于结构的振动控制则是智能材料在土木工在土木工程中获得了一定程度的应用，尤其是基础程领域应用的一个非常重要的方面，可以说智能材隔震，但其控制效果和实用范围仍受到一定的限［1］料的发展及应用为土木工程结构的振动控制开辟了制.新的天地.近年来，智能材料的研究和应用有了很大的发展，根据其功能特

7、点，可分为智能感知材料和智能驱1智能感知材料及其应用智能感知材料主要有光导纤维、压电陶瓷、压电收稿日期：2001-05-23高分子材料、形状记忆合金、半导体材料等.这些材基金项目：甘肃省自然科学基金（ZS011-A25-018-G）作者简介：韩建平（1970-），男，甘肃宕昌人，讲师，硕士.料对外界或内部的刺激强度，如应力、应变及物理、第1期韩建平等：智能材料与土木工程结构振动控制·81·!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!化学、光、热、磁、辐射等作

8、用具有感知功能.利用高复应变，并且具有很强的能量储存和能量传输能力，性能的智能感知材料可以制作性能更好的传感元利用这一性能就可将其埋置在各种结构中，进行结件，特别是制作大规模表面粘附或埋入分布