地震是一种自然现象,但它引起了建筑物的破坏倒塌和因水、电、爆炸等引起的次生灾害,造成大量人员伤亡和重大的经济损失。长期以来,无数结构工程技术人员都在为如何减轻地震给人类带来的灾害而不懈努力。 近年来,结构振动控制技术得到了迅猛发展,通过安装在结构上的控制装置与结构共同发挥作用来调谐减轻结构的地震反应,为结构抗震设计提供了一条新的途径。而半主动控制结合了主动控制与被动控制的优点,成为近年来人们研究的热点。智能材料的发展给结构振动控制带来了崭新的发展方向。 智能结构主要通过机敏材料实现对结构的智能传感和智能驱动,因此机敏材料是智能控制的主要研究对象,而开发和研究新型的传感器和作动器对智能结构振动控制的研究起关键作用。因此,目前美、日、德等国家都把新型传感器和作动器的研究和开发作为高科技项目重点攻关。在我国,新型传感器和作动器的研究和开发也越来越受到重视。 到目前为止,驱动材料的研究集中在形状记忆合金、压电陶瓷、电(磁)流变体以及磁致伸缩材料等材料,而传感材料的开发则主要是对光导纤维、压电高分子材料和电阻元件等的研究。在智能结构振动控制中,研究最多的传感材料和作动材料是压电材料。压电材料作为传感器有很高的频率范围。采用压电材料作动器无须基础固定,具有很小的附加质量和刚度,而且响应速度快,因此在航空航天、机器人和精密仪器工程中都有很广泛的应用。 目前,压电材料在结构减震控制中的研究较少,只有欧进萍等进行了一些研究,本文设计了一种新型压电变摩擦阻尼器,对其性能进行了研究,并将其加入框架结构中进行了结构减震性能分析。主要工作有： 1、阐述了摩擦耗能减振理论,介绍了摩擦耗能器的类型,分析了影响摩擦耗能器性能的主要因素,阐述了普通摩擦耗能器恢复力模型； 2、设计了一种新型压电变摩擦耗能器,分析了压电摩擦阻尼器摩擦面上正压力的分布规律,运用有限元软件模拟了正压力的分布情况,提出了假想正压力分布函数模型,建立了摩擦阻尼力模型,进行了阻尼器性能分析： 3、将阻尼器加入框架结构,运用Matlab语言编程进行分析,对加入压电摩擦阻尼器结构减振情况进行了研究； 4、对加入压电变摩擦阻尼器结构的施工构造措施进行了研究； 本文的创新之处在于： 1、设计了一种新型压电摩擦阻尼器； 2、分析、研究了压电变摩擦阻尼器阻尼力模型。 通过分析研究,认为压电变摩擦阻尼器对结构的控制效果达到了预期效果,但仍然有一些问题有待进一步研究、改进。