同济大学土木工程学院
硕士学位论文
压电梁柱构件的动力方程及其在结构主动振动控制中的应用
姓名：陈定球
申请学位级别：硕士
专业：结构工程
指导教师：邓长根
20070401
第１章绪论
高，高达１９．８０／．．３７．１％，并预计在将来易弯曲的结构会有屈曲控制系统，即可弥补缺陷的不利作用又可提高屈曲荷载。ＪａｒｅｄＷｃｌｈａｍ［１２０］研究了弹性屈曲失稳的主动控制能提高簿壁结构的有效强度，通过有限元模拟在分层组合板两边成对分布式贴上压电片对届曲承载力的作用，模拟结果表明优化控制能主动抑制板的前两阶模态，因此单轴压力能达到没有屈曲控制板屈曲荷载的２．３倍．ＡｎｄｒｅｗＡ．Ｂｅｒｌｉｎ［”１Ｊ对结构的屈曲控制进行了理论分析和试验验证，研究表明利用压电作动器对柱的前两阶模态进行控制可以使轴向压力达到临界荷载的５．６倍．
１．５压电材料在土木工程主动振动控制中的应用
本节主要对土木结构中利用压电材料进行主动振动控制的经典问题作些回顾．
（一），悬臂梁的振动控制
作为经典的主动振动控制问题，悬臂梁的振动控制取得了最为广泛的研究。Ｓｅｔｈｉ［１２２］利用压电陶瓷作动器对长３．３ｍ的Ｉ型弹性悬臂粱进行振动控制。他的试验装置如图１．２所示．
在这个试验中，结构与压电作动器的重量比是１８６，首次从土木结构的宏观角度证明了利用压电智能材料进行振动控制的可行性。
图ｉ．２３．３ｍ悬臂粱的振动控制
（二）、桁架结构的振动控制
对桁架结构的振动控制主要在结构中添加压电堆式主动构件，通过改变主动构件的性能来改善整个结构振动性能．
第１章绪论
目前国内有李俊宝【ｌ捌等对压电主动构件的设计，实验和动力学建模方面傲了深入了研究；蒋永超【１矧研究了在直接力反馈控制原则下智能桁架结构的静力，动力性能；赵国忠¨石ｌ用有限元法研究了智能桁架结构的稳定问题和结构的优化设计等。
Ｓｏｎｇ【’．２６１等人利用ＰｚＴ压电堆主动构件用试验的方法研究桁架结构的主动振动控制，其试验装置如图１．３所示．试验结果表明，利用ＰＺＴ作动器能很好地使桁架结构达到预期的振动特性。
图１３桁架结构的振动控制装置
（－－－－）、框架结构的振动控制
Ｋａｍａｄａ０１ｑ等将３２个压电堆安装在框架拄的底部来控制４层框架结构的动力响应．该模型高３．７ｍ、重２ｔ，如图１．４所示．研究表明，通过控制框架底端位置处的弯曲力矩和轴向压力，可以将钢框架的第一、二振型阻尼比提高１０％．
舻
＼压电堆作动器
圈１．４Ｋａｍａｄａ试验模型
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