结构振动控制理论中文

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结构动力学中的振动控制技术

结构动力学中的振动控制技术

结构动力学中的振动控制技术结构动力学是研究结构在外界加载或激励下的响应行为,而振动控制技术则是一种可以减缓或抑制结构振动的技术手段。

本文将介绍结构动力学中的振动控制技术以及其应用领域。

一、被动控制技术被动控制技术是指通过使用吸振材料、摩擦阻尼器、负质量振子等被动装置来减少结构振动。

这些被动装置可以根据结构的振动状态自动进行调整,从而减少振动对结构的影响。

1. 吸振材料吸振材料是一种可以将振动能量转化为热能或其他形式能量的材料。

通过在结构中使用吸振材料,可以有效地降低结构的振动幅值。

2. 摩擦阻尼器摩擦阻尼器是一种通过摩擦阻尼力来抑制结构振动的装置。

它可以通过调整阻尼力大小来减少结构的振动,从而实现振动控制的目的。

3. 负质量振子负质量振子是一种通过在结构中加入具有负质量的振子来实现振动控制的装置。

它可以通过振子的动态特性来减少结构的振动。

二、主动控制技术主动控制技术是指通过在结构中加入传感器和执行器,利用控制算法对结构的振动进行实时控制。

主动控制技术可以根据结构的振动状态进行主动调控,进而实现精确的振动控制效果。

1. 传感器传感器可以用来实时监测结构的振动状态,并将振动信号传递给控制系统。

常见的传感器包括加速度计、位移传感器等。

2. 执行器执行器是主动控制技术中的关键部件,用于根据控制算法的指令对结构施加控制力。

常见的执行器包括电液伺服阀、电动液压马达等。

3. 控制算法控制算法是主动控制技术中的核心,通过对传感器获取的振动信号进行处理和分析,然后产生相应的控制指令驱动执行器对结构进行控制。

三、应用领域振动控制技术在工程实践中得到了广泛的应用,以下是一些典型的应用领域:1. 建筑结构振动控制通过振动控制技术可以减少建筑结构在地震、风载等外界激励下的振动,从而提高结构的抗震性能和舒适性。

2. 桥梁振动控制桥梁是工程中常见的结构形式,通过振动控制技术可以减少桥梁在行车、风载等激励下的振动,从而提高桥梁的安全性和使用寿命。

结构振动控制中文

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《结构振动控制》教学大纲课程编号:1322009英文名称:Control of Structural Vibration课程类别:选修课学时:36 学分:2 适用专业:土木工程预修课程:结构动力学、控制理论、随机振动课程内容:内容:主要介绍结构振动控制机理,各种减振控制装置,控制律设计中的重要问题以及智能控制。

预期目标:使学生掌握结构控制的原理,能针对不同的要求对结构采用不同的控制策略,提高学生解决实际问题的能力。

重点和难点:被动阻尼器的工作原理及实用设计方法;TMD的工作原理和设计方法;各种主动控制算法的计算步骤、优缺点和使用条件;结构振动的模糊控制和神经网络控制;结构振动控制设计中的模型降阶,溢出,传感器与作动器的定位,鲁棒性,时滞效应;结构半主动控制系统的原理和半主动控制算法;结构振动控制的Benchmark问题。

教材:欧进萍.结构振动控制-主动、半主动和智能控制.科学出版社参考书目:1. 瞿伟廉 .高层建筑和高耸结构的风振控制设计.武汉测绘科技大学出版社2. 顾仲权.振动主动控制.国防工业出版社3. 吴波.李惠.建筑结构被动控制的理论与应用.哈尔滨工业大学出版社4. T.T.Soong.Active Structural Control: Theory and Practice. Longman Scientific & Technical.5. G.W.Housner.Structural Control: past, present and future.et al. ASCE Journal of Engineering Mechanics, 123(9): 897-971, 1997考核方式与要求:课程论文。

结构工程振动控制

结构工程振动控制

结构工程振动控制振动是结构工程中一个重要的问题,当结构受到外力或内力作用时,会产生振动。

振动不仅会影响结构的稳定性和安全性,还会给人们的生活和工作带来很多不便。

因此,进行结构工程振动控制成为了当务之急。

本文将介绍几种常见的结构工程振动控制方法。

一、主动振动控制主动振动控制是一种通过主动力来控制结构振动的方法。

其基本原理是根据结构的振动响应,通过控制力的大小和作用时间来改变结构的振动状态。

常见的主动振动控制方法包括电液伺服振动控制和电液积分振动控制等。

电液伺服振动控制是通过电液伺服阀和液压缸等装置来实现的。

通过对液压缸内压力的控制,可以改变液压缸的长度,从而实现对结构振动的控制。

而电液积分振动控制则是通过控制液压缸的进油口和出油口的流量来实现的。

这两种方法都需要通过传感器对结构的振动进行实时监测,并根据监测结果进行相应的控制。

二、被动振动控制被动振动控制是一种通过添加阻尼器、隔振器等装置来消耗结构振动能量的方法。

其基本原理是通过增加结构的阻尼,降低结构的振动幅值和频率。

常见的被动振动控制方法包括阻尼器振动控制和隔振器振动控制等。

阻尼器振动控制是通过在结构中添加阻尼器来实现的。

阻尼器可以分为粘滞阻尼器、摩擦阻尼器和液体阻尼器等。

当结构发生振动时,阻尼器会吸收振动能量,并将其转化为热能,从而使结构振动幅值减小。

而隔振器振动控制则是通过在结构与地基之间添加隔振器,将结构的振动能量转移到隔振器上,从而减小对地基的振动传递。

三、半主动振动控制半主动振动控制是一种综合了主动振动控制和被动振动控制的方法。

其基本原理是通过结合主动力和阻尼装置来控制结构的振动。

常见的半主动振动控制方法包括液流能控制和磁流变控制等。

液流能控制是通过调节液压缸内的液体流量来实现的。

当结构发生振动时,液流能控制系统会根据传感器监测到的振动信号,调节液压缸内的液体流量,从而改变结构的振动状态。

磁流变控制则是利用磁流变材料的特性。

当结构发生振动时,磁流变材料会产生相应的阻尼力,从而降低结构的振动幅值。

结构振动控制技术的原理和应用

结构振动控制技术的原理和应用

结构振动控制技术的原理和应用摘要:结构的振动控制是一个应用领域相当广泛的问题,不仅产生振动的根源的种类繁多,而且消除和降低振动的方法也很多,所谓的结构振动控制是指通过某种方法使结构的动力响应控制在工程所容许的范围内,不至对结构和设备造成损害,对人造成不适。

关键词:结构振动;控制技术;原理;应用1被动控制所谓的被动控制,它是指的一种无需借助任何外来能源,只要在结构的某部位添加一个子系统,或者是通过对于结构之中的某些构件的结构体系进行适当的处理,从而使得整个结构体系的动力特性发生改变。

如果采用被动控制的方式,其主要的优势就在于构造较为简单,而且其造价也相对低廉,在使用的过程中,保养和维护都十分的容易,应用该方式不需要其它的能源支持,所以在实际的建筑工程中这种方式已经开始得到运用。

被动控制又可以分成隔震、吸振和耗能三种控制形式。

1.1基础隔震所谓的基础隔震,就是指的通在上部结构和基础之间设置专门的隔震消能装置,使得地震能量在向上传输的过程中能够被吸收,有效地减轻上部结构的振动。

基础隔震能够降低结构的振动频率,但只能对高频地震波产生效果,因此不适用于高层建筑,主要被应用在短周期的中低层建筑与刚性结构上。

1.2吸振隔震而吸收隔震则是指的在主体结构之上附加一个吸振器子系统,通过这个子系统来对于振动的能量进行吸收,从而有效地减少主结构的振动。

就吸振器而言,它自身也是一个小型的振动系统,其主要是由质量系和弹簧系所构成的,其质量系能够产生惯性力,而这一惯性力可以作为控制力,然后再利用弹簧系使得这一个控制力作用到主结构之上。

一般情况下,吸振器都是配合粘滞阻尼器共同进行使用的。

其中,被动协调质量阻尼器(TMD)、摆式质量阻尼器等是质量系为固体的阻尼器,其中的TMD已经被广泛应用在高层建筑和桥梁上。

而摆式质量阻尼器则主要是用来对于高层建筑的振动加以控制,一般摆式质量阻尼器可以分为摆锤式、环状式以及倒置式集中类型。

当然,除了固体质量系的阻尼器之外,液体质量系的阻尼器也非常常见,比如说调谐液体阻尼器(TLD)、液压阻尼系统(HDS)、油阻尼器、质量泵等。

建筑结构振动控制理论研究

建筑结构振动控制理论研究

建筑结构振动控制理论研究建筑工程结构振动是造成建筑物损坏或倒塌的最重要原因之一,这种情况发生的原因与建筑结构、所在地区等都有关系,有可能是建筑物自身的振动,也有可能是因为地震而引起的。

随着我国建筑业的逐渐发展,以及近几年多发的地震灾害,我国各有关部门对于建筑物结构振动的控制工作越来越关注,并且加大了监督和管理的力度。

本文即是对建筑物结构振动控制方法的种类和具体方法进行简要的分析,并对目前国际上相关技术进行了论述,说明了这些控制方法的优点和不足,以期能为相关工作提供参考。

标签:建筑物结构振动控制分类应用随着近几年我国四川附近地区地震的多发,我国建筑业对于建筑结构的振动控制理论的关注度又一次提高,其主要为了确保我国地震多发地区建筑稳定,同时也是在提高我国整体建筑物的稳定性和安全性。

一般情况下,根据在对结构振动控制时是否加入外源能量来看,将结构振动控制分为被动、主动、半主动和混合控制这四类。

在近20年以来,被动和主动控制已经成为了建筑物结构振动控制的主要手段,而半主动和混合控制还在逐渐的完善和研究的过程中。

1建筑物结构振动的被动控制就目前国际上发展的相关技术而言,被动控制被分为基础隔震、耗能减震以及吸能减震这三种方式。

基础隔震就是通过基础减震设备,延长了建筑物整体结构的自振周期,减小了振动能量向上部结构传输的效率,以此达到预期的减振效果。

基础隔震措施是一种极其有效的抗震技术,其在针对于地震地区建筑使用时能够保证建筑的整体结构和内部设施的安全。

经过相关的研究发现,基础隔震方式能够运用于低层和高层建筑物中,也可以用于建筑物的防震加固措施中,其应用前景比较广泛。

在目前,已开发出的基础隔震技术有很多种,例如夹层橡胶垫隔震、滚珠及滚轴隔震、铅芯橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震以及支撑摆动式隔震等等。

其在运用中需要借助橡胶隔震垫、柔性桩基等,其主要是采用翘板式结构,近年来还开发出了滚轴式结构,利用滚珠、轴承或螺旋钢弹簧等进行隔震。

结构动力学的振动控制与减震

结构动力学的振动控制与减震

结构动力学的振动控制与减震结构动力学是研究结构在外力作用下的振动响应和动力性能的学科。

在实际工程中,结构的振动问题对于结构的稳定性和耐久性具有重要的影响。

因此,结构振动的控制与减震成为了结构工程领域中的一个热门课题。

一、结构振动控制的意义结构振动控制的主要目的是降低结构振动对结构自身和周围环境的不良影响。

对于高层建筑、大型桥梁等大型结构来说,振动对结构的疲劳损伤和人员的舒适性都是非常重要的考虑因素。

因此,采取有效的振动控制手段可以提高结构的安全性和使用寿命。

二、常用的结构振动控制方法1. 被动控制方法被动控制是指通过吸能器、摇摆桥等被动装置来吸收结构振动的能量,从而减小结构的振幅和振动反应。

被动控制方法适用于不同类型的结构,但是其控制效果依赖于外界激励的频率和振幅。

2. 主动控制方法主动控制是指通过传感器感知结构振动信号,并通过控制器产生控制信号,进而通过执行机构减小结构的振幅。

主动控制方法可以根据振动信号的特点进行实时的振动控制,对于地震、风载等具有随机激励的情况效果较好。

3. 半主动控制方法半主动控制是在主动控制和被动控制之间的一种折中方案。

它通过调节控制器中的参数,根据结构的振动状态,实现减震和振动控制。

与被动控制相比,半主动控制方法具有更好的适应性和响应速度。

三、结构减震技术的应用结构减震技术是减少结构振动反应的一种有效手段。

常见的结构减震技术包括基础隔震、降低结构刚度和增加结构阻尼等方法。

1. 基础隔震基础隔震是指在结构与地基之间设置隔震装置,减小地震波对结构的冲击和损害。

常见的隔震装置包括橡胶隔震器、液体阻尼器等,通过隔震装置改变结构的振动特性,降低结构的振动反应。

2. 降低结构刚度降低结构刚度是指通过改变结构的刚度分布,使其自振频率相较于激励频率偏离较远。

常见的方法有在结构中增加柔性节点、改变结构截面形状等。

3. 增加结构阻尼增加结构阻尼是通过在结构中引入阻尼装置,消耗振动能量,减小结构的振幅。

浅谈建筑结构振动控制

浅谈建筑结构振动控制

浅谈建筑结构振动控制摘要:文章从不同角度对结构振动控制进行了分类,介绍了其发展与现状,并对近年来控制理论在结构控制方而的新进展给以综述,最后对有待进一步研究的问题进行了探讨,以促进结构振动控制的研究。

关键词:结构振动控制;自主控制;上木工程结构abstract: this article from a different perspective on the structural vibration control classification, its development and status, and give summarized in the the structure controlling party and the new advances in control theory in recent years, last discussed the issue needs further study .to promote the study of the structural vibration control.key words: structural vibration control; self-control; engineering structures on wood中图分类号:c935 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)结构振动控制是一个应用领域广泛的工程问题。

所谓结构振动控制(以下称为结构控制)是指采用某种措施使结构在动力载荷作用下的响应不超过某一限量,以满足工程要求。

结构控制问题是一种多学科交叉的理论与工程问题,其结构类型繁多、控制目标不同、实现手段多样。

目前,国内外控制界对这类问题的研究十分重视,有大量的学术论文发表,其中不少新结果得到了实际工程应用。

本文旨在对当前结构控制的一此新进展加以综述,并对此有待进一步研究的问题给以归纳。

一、结构控制的特点、发展与现状(一)按控制对能量需求来划分从控制对外部能量需求的角度,结构控制可分为:被动结构控制、主动结构控制、混合结构控制、半主动结构控制。

结构振动控制的概念及分类

结构振动控制的概念及分类

耗能方案性能来抵御地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量,以满足结构抗震设防标准,小震不坏,可能无法满足安全性的要求;另一方面,在满足设计要求的情况下,结构构件的尺寸可能需做得很大木工程领域新兴一种新型的抗震方式——结构振动控制,即对结构施加控制机构,由控制机构和结构半主动控制和混合控制。

是由控制装置随结构一起振动变形而被动产生的。

被动控制可分为基础隔震技术、耗能减震技术和吸是由控制装置按某种控制规律,利用外加能源主动施加的。

主动控制系统由传感器、运算器和施力作术。

主动控制有主动拉索系统(ATS)、主动支撑系统(ABS)、主动可变刚度系统(AVSS)、主动质期开始研究主动控制。

目前,主动控制在土木工程中的应用已达30多项,如日本的Takenaka实验控制力虽也由控制装置自身的运动而被动的产生,但在控制过程中控制装置可以利用外加能源主动调置、半主动TMD、半主动力触动器、半主动变刚度装置和半主动变阻尼装置等。

主动控制,或者是同时应用不止一种的被动控制装置,从而充分发挥每一种控制形式和每一种控制装:同时采用AMD和TMD的混合控制系统、主动控制和基础隔震相结合的混合控制系统以及主动控制和京的清水公司技术研究所。

,但由于建筑结构体形巨大导致所需的外加能源较大,加之控制装置的控制的算法比较复杂,而且存好,容易实现,目前发展最快,应用最广,尤其是其中的基础隔震技术已相当成熟,并得到了一定程主动控制低廉,而且不需要较大的动力源,因此其具有广阔的应用和发展前景;混合控制综合了某几和耗能减震技术。

置控制机构来隔离地震能量向上部结构传输,使结构振动减轻,防止地震破坏。

目前研究开发的基础和混合隔震等。

近年来,越来越多的国家开展了基础隔震技术的研究,因此,隔震技术也得到了飞速:日本94栋,美国21栋,中国46栋,意大利19栋,新西兰16栋,已采用了基础隔震技术。

最近有使结构的振动能量分散,即结构的振动能量在原结构和子结构之间重新分配,从而达到减小主结构振尼器(TLD);(3)质量泵;(4)液压—质量控制系统(HMS);(5)空气阻尼器。

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《结构振动控制理论》教学大纲
课程编号:1321019
英文名称:Theory of Structural Vibration Control
课程类别:学位课学时:36 学分:2
适用专业:防护减灾工程及防护工程
预修课程:结构动力学、控制理论、随机振动
课程内容:
内容:主要介绍结构振动控制的工作机理和实用设计方法。

预期目标:使学生了解结构振动控制的方法和研究进展,开拓思路,提高分析能力。

重点和难点:基础隔震原理及设计方法;常用阻尼器的工作原理以及安装阻尼器进行结构控制的设计步骤;TMD的工作原理、构造做法和TMD风振控制的实用设计算法的步骤;各种常用的主动控制算法的计算步骤、优缺点和使用条件;智能阻尼器的工作机理;结构振动控制的Benchmark问题的研究现状。

教材:
欧进萍. 结构振动控制-主动、半主动和智能控制. 北京:科学出版社,2003 参考书目:
1. 瞿伟廉. 高层建筑和高耸结构的风振控制设计. 武汉:武汉测绘科技大学出版社,1991
2. 顾仲权. 振动主动控制. 北京:国防工业出版社,1997
3. 吴波.李惠. 建筑结构被动控制的理论与应用. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997
4. 唐家祥.刘再华. 建筑结构基础隔震. 武汉:华中理工大学出版社,1993
5. 周福霖. 工程结构减震控制. 北京:地震出版社,1997
考核方式与要求:
课程论文。

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