本文選題：SMA　切入點：阻尼器　出處：《河北工業(yè)大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：超彈性形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,簡稱為SMA)具有大變形恢復功能,且抗腐蝕、抗疲勞性好,是實現(xiàn)結構被動控制的理想材料。目前關于超彈性SMA對結構振動控制的研究多是在確定性地震激勵下進行的,而地震動是一隨機過程,因此研究SMA減震結構的隨機振動將更具有工程意義。本文圍繞SMA阻尼器控制結構的隨機振動展開理論研究,主要內容如下:1、設計了耗能復位型SMA阻尼器和復位型SMA阻尼器,介紹了其構造和工作原理。在SMA的Graesser本構模型基礎上,建立了兩種SMA阻尼器的力學模型,進而提出了各自的簡化力學模型。2、介紹了隨機過程基本理論以及幾種典型的地震動平穩(wěn)隨機模型。假定地震地面運動是具有平穩(wěn)過濾白噪聲隨機過程,給出了與《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)相對應的隨機地震動模型參數(shù)。3、將地震動視為平穩(wěn)過濾白噪聲隨機過程,分別針對耗能復位型SMA阻尼器和復位型SMA阻尼器,采用隨機等價線性化法建立了減震結構的隨機運動方程,再將其表達為隨機狀態(tài)方程,進而推導了減震結構的隨機狀態(tài)反應公式;基于結構最大層間位移的首次超越破壞準則和多自由度串聯(lián)可靠度模型,研究了多自由度線性結構的動力可靠性。4、分別計算了耗能復位型SMA阻尼器和復位型SMA阻尼器對一6層鋼框架結構的隨機振動控制,結果表明:兩種阻尼器均能有效抑制結構的隨機地震反應(層間位移標準差、層間速度標準差和最大層間位移),大大提高結構的動力可靠性。5、以一12層框架結構為例,以結構各層層間位移方差和最小為目標函數(shù),采用遺傳算法分別對耗能復位型SMA阻尼器和復位型SMA阻尼器在結構上的布置進行了優(yōu)化。優(yōu)化結果與其他阻尼器位置工況的計算結果進行了比較,證明了遺傳算法的可靠性,并指出:在阻尼器數(shù)量相同條件下,將阻尼器布置在結構的中下層,將具有更好的減震效果。
[Abstract]:Shape Memory alloy (Sima) has large deformation recovery function, corrosion resistance and fatigue resistance. It is an ideal material to realize the passive control of structures. At present, most of the studies on the vibration control of structures by superelastic SMA are carried out under deterministic earthquake excitation, and the ground motion is a stochastic process. Therefore, it will be of engineering significance to study the random vibration of SMA dampers. In this paper, the theoretical research on the random vibration of SMA dampers is carried out. The main contents are as follows: 1. The energy dissipation reset SMA dampers and the reset SMA dampers are designed. Based on the Graesser constitutive model of SMA, two kinds of mechanical models of SMA damper are established. Furthermore, the simplified mechanics models. 2, the basic theory of stochastic process and several typical stationary random models of ground motion are introduced. The ground motion of earthquake is assumed to be a stochastic process with stationary filtered white noise. The parameters of random ground motion model corresponding to the Code for Seismic Design of buildings (GB50011-2010) are given. The ground motion is regarded as a stationary filtered white noise random process, and the energy dissipation SMA dampers and reset SMA dampers are respectively used. The stochastic equation of motion is established by using the method of stochastic equivalent linearization, and then expressed as the equation of random state, and then the formula of stochastic state response of the structure is deduced. Based on the first transcendental failure criterion of the maximum interstory displacement of the structure and the series reliability model of multiple degrees of freedom, The dynamic reliability of linear structures with multiple degrees of freedom (MDOF) is studied. The stochastic vibration control of a six-story steel frame structure with energy dissipation reset SMA dampers and reset SMA dampers is calculated respectively. The results show that both kinds of dampers can effectively suppress the random seismic response of the structure (the standard deviation of interstory displacement, the standard deviation of interstory velocity and the maximum displacement between layers), and greatly improve the dynamic reliability of the structure .5. take a 12-story frame structure as an example. Taking the variance sum of displacement between layers as the objective function, The genetic algorithm is used to optimize the structural layout of the energy dissipation reset SMA damper and the reset SMA damper respectively. The optimization results are compared with the calculated results of other dampers, and the reliability of the genetic algorithm is proved. It is pointed out that when the number of dampers is the same, the dampers will be arranged in the middle and lower layers of the structure, which will have better seismic absorption effect.
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU352.1

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本文編號：1604016