大跨空間結構動力災變主動控制優(yōu)化設計研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷進步和經濟的快速發(fā)展，大跨空間結構以其新穎的結構形式、優(yōu)雅的建筑造型和強大的跨越能力，在國內外的研究與工程應用已日趨廣泛，并且得到了迅猛發(fā)展。建筑物的跨度不斷增大、高度不斷增加以及結構形式的日益復雜，使得按傳統(tǒng)方法設計的土術工程結構在強地震和強風等動力荷載作用下，很難避免結構發(fā)生損傷或破壞。將利用智能材料制作的驅動裝置安裝在土木工程結構的適當部位進行結構振動主動控制，可以有效地減輕結構在車輛、海浪、風、地震等動力作用下

2、的動力反應和損傷積累，提高結構的抗災性能。
　　 本文以超磁致伸縮材料(簡稱為GMM)為核心元件，探討了OMM作動器的工作原理和優(yōu)化設計方法，研制了一種可以應用于結構振動主動控制的GMM作動器，并對其與主體結構的優(yōu)化布置方法進行了探討，通過計算機模擬分析，驗證了優(yōu)化后的主動控制效果。其主要工作如下：
　　 (1)研究了GMM的變形機理及磁控特性，在此基礎上，設計并制作了一種性能較好的GMM作動器，同時對這種作動器的主要磁

3、力學性能進行了測試，分析了輸出位移、輸出力等與驅動電流的關系，探討了高導磁套筒等因素對作動器性能的影響，總結了主要規(guī)律，為后續(xù)的研究和應用提供了依據。
　　 (2)基于遺傳算法這一優(yōu)化方法，對一平板網架結構主動抗震控制時作動器的布置位置進行了優(yōu)化設計，利用MATLAB編寫了適應度函數程序，并應用GADS工具箱進行了優(yōu)化計算，在提高優(yōu)化設計計算效率的同時，可以保證實現對結構的整體優(yōu)化，避免陷入局部優(yōu)化，選到了高效、經濟對結構進行主