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《基于基于形狀記憶合金(sma)的被動結(jié)構(gòu)控制研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于形狀記憶合金(SMA)的被動結(jié)構(gòu)控制研究姓名:彭紅美申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):巖土工程指導(dǎo)教師:劉海卿20031201遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要形狀記憶合金(ShapeMemoryAlloys)是一種新型的功能性材料,具有形狀記憶、超彈性和變剛度等特性。由于具有這些顯著特性,形狀記憶合金已成為結(jié)構(gòu)振動控制研究中一種優(yōu)越的傳感和驅(qū)動材料,從而在結(jié)構(gòu)振動控制的應(yīng)用研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文首先對形狀記憶合金的特性做了介紹,然后分析了產(chǎn)生這些特性的微觀機理。在充分認識形狀記憶合金特性的
2、基礎(chǔ)上,研究了利用形狀記憶合金拉索對建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)實施被動控制,推導(dǎo)了形狀記憶合金拉索的恢復(fù)力模型。并嘗試采用大型有限元軟件ANSYS的菜單和APDL語言相結(jié)合來仿真驗證了形狀記憶合金拉索實施被動結(jié)構(gòu)控制的效果,結(jié)果表明形狀記憶合金拉索可以顯著地抑制結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。關(guān)鍵詞:形狀記憶合金(SMA)被動結(jié)構(gòu)控制建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)AbstractShapeMemoryAlloys(SMA)arefunctionalmaterialswithspecialcharacteristicssuchasshapememoryeffect
3、,pseudoelasticity,variablestiffness.Becauseofthesecharacteristics,SMAhasbecomeoneofthemostimportantmaterialsforsensorsandactuatorsandplayedamoreandmoreimportantroleinstructuralcontr01.Inthisthesis,thespecialcharacteristicsareintroduceddetailedlyatfirst.Secondlyana
4、lysesthemicrocosmicmechanismofthesecharacteristics.TheninvestigatestocontrolpassivelytheseismicresponsesofbuildingsusingSMAtendonsbasedonunderstandingfullythesecharacteristics.ThehysteresismodelofSMAtendonsisderived.Atlast,anumericalexampleillustrateisgiven,whichi
5、scalculatedwithANSYS.Thenumericalresultsshowthattheseismicresponseofthebuildingcanbereducedsignificantly.KeyWords:ShapeMemoryAlloys(SMA)passivestructuralcontrolbuildingseismicresponse遼。rI:科技術(shù)人學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論1.1選題背景及研究意義地震是種突發(fā)性和毀滅性的自然災(zāi)害,它對人類社會的危害主要表現(xiàn)在兩個方面:一是由于地震引起建筑物的破壞
6、和倒塌將導(dǎo)致嚴重的人身傷l、:;二是地震及其地震引起的火災(zāi)和水災(zāi)等次生災(zāi)害將破壞人類社會賴以生存的A然環(huán)境,造成嚴重的經(jīng)濟損失,產(chǎn)生巨大的社會影響。特別是1556年陜西華縣的8級大地震,死亡人數(shù)達83萬余人,是世界歷史上死亡人數(shù)最多的一次;1976年7月28R河北唐山的7.8級大地震,死亡24.2萬余人,直接經(jīng)濟損失達幾十億元,使人民生命財產(chǎn)蒙受驚人的損失。近年來環(huán)太平洋的火山和地震進入活躍期。1995年1月17開,日本阪神發(fā)生7.2級城市直下型地震,22萬棟房屋倒塌或破壞,死亡5438人,直接經(jīng)濟損失達1000億美元;1
7、999年臺灣發(fā)生大地震,造成嚴重的經(jīng)濟損失。我國地處世界上兩個最活躍的地震帶中間,東瀕環(huán)太平洋地震帶,兩部和西南部是歐亞地震帶所經(jīng)過的地區(qū),是世界上地震災(zāi)害最嚴重的國家之一。地震部門預(yù)測,在世紀之交將有大地震發(fā)生,建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全已成為全世界共同重視的重大課題。聯(lián)合國也將20世紀的最后十年定為國際減災(zāi)年,是很說明問題的。、1.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計準則工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目的,就是充分利用結(jié)構(gòu)本身的抗震性能抵御地震作用,以最大限度地減輕和降低結(jié)構(gòu)的地震破壞和影響,以免人員傷亡,減少經(jīng)濟損失,同時也能使地震時不可缺少的緊急行動得
8、以維持和進行。然而由于地震作用的不確定性很大,要使所設(shè)計的建筑物在遭遇未來可能發(fā)生的特大地震時絕對安全是既不經(jīng)濟也不現(xiàn)實的。換句話說,結(jié)構(gòu)抗震毆計不能片面地追求絕對的安全性,而應(yīng)該從現(xiàn)有的經(jīng)濟條件出發(fā),采用合理的設(shè)計理論及其相應(yīng)的構(gòu)造措施使得所設(shè)計的建筑物在未來地震作用下發(fā)生破壞條件所允許?;趪H上這