压电智能阻尼器对网架结构的减震分析

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一直以来,各种自然灾害对人类的生产生活有着极大地影响,尤其是地震这种自然灾害,严重威胁着土木工程结构的安全。传统的设计方法,不能有效地抵抗地震对建筑结构的作用。将结构振动控制,应用在结构设计中,对于建筑结构的抗震有十分重要的意义。网架结构具有刚度大,自重轻,造型丰富美观,综合技术指标好等特点。工程应用非常广泛。本文中采用了压电摩擦阻尼器对网架结构进行减震分析:1)本文应用有限元理论和有限元分析软件ANSYS,编制了正方四角锥网架的模型,应用时程分析法对网架的性能进行了动力特性分析,并对网架施加地震作用,分析了在地震作用下的性能,得到了因为地震的影响,位移和加速度显著地节点,以及轴力显著的杆件。2)本文应用了压电智能摩擦阻尼器对网架结构地震响应进行控制,这是一种通过压电陶瓷驱动器在电场作用下的变形来改变压电摩擦阻尼器的控制力,从而实时调节阻尼器的摩擦力,形成具有自适应能力的摩擦耗能装置。文中对这种阻尼器的基本结构,阻尼力计算模型,以及影响压电摩擦阻尼器的因素进行了分析。3)在本文中,将这种压电摩擦阻尼器设置于网架结构中,替换掉一些杆件,并施加地震作用,选取了控制目标,将结构在没有阻尼器控制时的参数和有阻尼器控制时的参数进行对比,结构的抗震性能明显变好。在设置阻尼器中,又根据阻尼器设置位置的不同,将结构在没有阻尼器控制时的参数和有阻尼器控制时的参数进行对比,得到了由于布置方式的不同,结构的抗震性能的区别。通过分析,将压电摩擦阻尼器应用于网架结构,能够减小地震对结构的破坏,不管是对节点的位移和加速度,还是杆件的轴力,都有减小,并且将阻尼器的布置方案进行对比分析,得到阻尼器布置在网架的上弦周边位置减震效果最好,其次布置在上弦中间位置,最后是布置在腹杆处。
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