基于形狀記憶高分子復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的半主動減振控制.pdf

1、近年來結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)為結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計提供了新的途徑。結(jié)構(gòu)控制可分為主動控制、半主動控制和被動控制。目前國際上研究最多的是半主動控制。半主動控制特點是在結(jié)構(gòu)振動過程中，由少量的外部能源輸入來改變結(jié)構(gòu)的阻尼、剛度以及其他的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，從而控制結(jié)構(gòu)振動。它結(jié)合了主動控制系統(tǒng)和被動控制系統(tǒng)的優(yōu)點，并且構(gòu)造簡單，穩(wěn)定可靠，后期的維護(hù)費用也很低。 本文基于結(jié)構(gòu)的半主動控制的基本思想，結(jié)合形狀記憶高分子材料在不同的溫度條件下結(jié)構(gòu)剛度可以發(fā)

2、生可逆變化的特點，提出了用熱致型形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)半主動控制的控制結(jié)構(gòu)。這類剛度可變結(jié)構(gòu)在平時可以作為普通的受力結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時，利用形狀記憶聚合物(SMP)材料溫度升高剛度變小的特點，改變結(jié)構(gòu)的動力特性，進(jìn)行半主動控制。 為了深入了解SMP材料的用于結(jié)構(gòu)半主動控制的可行性，本文對材料的靜態(tài)和動態(tài)特性和結(jié)構(gòu)振動控制得效果做了如下研究工作： 1.研究了熱驅(qū)動型SMP材料的力學(xué)及形狀記憶性能。通過實驗研

3、究，得到了SMP材料在不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線、SMP材料的玻璃化溫度、彈性模量與溫度關(guān)系曲線。 2.研究了熱驅(qū)動型SMP材料的動態(tài)阻尼性能。采用振動梁法，研究了在不同的溫度條件下SMP材料阻尼損耗因子和溫度的關(guān)系。 3.對SMP復(fù)合懸臂梁進(jìn)行了初步振動控制研究，驗證SMP復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行半主動控制的有效性。測得了該懸臂梁在不同溫度下的固有頻率。在結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時，可以通過調(diào)整溫度而改變結(jié)構(gòu)的固有頻率，達(dá)到避免共振的目的；