压电智能结构对桥梁的振动控制(57页).rar
压电智能结构对桥梁的振动控制(57页),摘要桥梁车振是桥梁运行中的重点问题。当列车通过桥梁时，桥梁结构不仅承受静力作用，还要承受移动荷载以及桥梁和车辆的振动惯性力的作用。车辆运行速度越高，安全问题越显突出，既要保证高速列车在桥上运行时的安全性，又要保证列车乘坐的舒适度。因此很有必要对桥梁振动控制技术进行深入的研究。近年来，压电材料作为一种新型的智能材料，以其...
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内容介绍
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摘要
桥梁车振是桥梁运行中的重点问题。当列车通过桥梁时，桥梁结构不仅承
受静力作用，还要承受移动荷载以及桥梁和车辆的振动惯性力的作用。车辆运
行速度越高，安全问题越显突出，既要保证高速列车在桥上运行时的安全性，
又要保证列车乘坐的舒适度。因此很有必要对桥梁振动控制技术进行深入的研
究。
近年来，压电材料作为一种新型的智能材料，以其良好的材料特性，在结
构振动控制领域得到了广泛应用。本文的研究工作安排为如下六章:
第一章.在查阅了大量文献的基础上，综述压电材料的特性以及压电材料
的工程应用，尤其是在土木工程结构振动控制领域的应用，介绍了本文的主要
研究工作。
第二章.分析压电材料的力学和电学性能。对其作动能力和传感能力进行
了分析，得到了梁结构中压电材料的压电作动弯矩方程和压电传感方程。
第三章.通过对埋入梁结构中压电材料的压电作动力矩方程进行分析，推
导出压电材料埋入板梁结构及T型梁结构时其最优埋入深度和压电材料最优厚
度的显式表达式，由此推导了深度和厚度的理想取值，并结合实际情况分析了
最优取值。
第四章.桥梁振动系统建模。系统地介绍了车桥动力系统建模的演变过程，
从简单到复杂，建立了简支桥梁在移动简谐荷载作用下的桥梁振动方程，阐述
了动力反应的时程分析方法。
第五章.算例分析。提出一种新的装置，把压电智能结构应用于桥梁的振
动控制中来减小桥梁的竖向振动。振动控制设计中控制策略直接决定着控制效
果，本文采用了线性二次型最优化(LQR)算法用于控制桥梁的振动。通过算
例分析桥梁在移动荷载作用下的振动控制效果，验证了此方法控制桥梁振动的
可行性。
第六章.全文工作的总结及展望。
关键词;压电智能结构，压电材料，桥梁振动，振动控制
第1章绪论.”.”””””.”“”””“”“”“.”””.”””””””””””“””“”””
1.1论文选题的意义及课题来源...................……，……，…，二，.，.……
1.2结构振动控制研究现状...............……，................·················
1.2.1主动控制....................................................................
1.2.2半主动控制................................................................
1.2.3智能控制....................................................................
1.2.4混合控制....................................................................
1.3压电智能结构的研究进展及其在土木工程中的应用......
1.3.1弓}言..........................................................................
1.3.2智能结构及压电类智能材料..……，.........................
1.3.3压电智能结构的组成及其在结构控制中的应用，…
1.3.4压电智能结构在结构控制中的应用......................
1.3.5在土木工程中的应用...............................................·
1.4本文的主要研究工作....................................··....·················
第2章压电材料及压电智能结构分析.“””””””””””””””””””..””
2.1弓}言....................……，............................................................
2.2压电方程及压电常数....................................................········
2.3压电材料.”.”.”””“”””.”..“.””””.””“””“””“””””“”“”””””
2.4埋入压电材料的梁结构.......................................................
2.4.1压电梁结构中的压电传感器分析.............................
2.4.2压电梁结构中的作动器分析及示例.........................
2.5本章小结............................................................……，............
第3章压电材料厚度和埋入深度优化研究.””””..“”””””.””“”“””
3.1弓I言.......................................................................................
3.2板梁的优化分析.”“””“.”“”二”“”..”.”””“““”””..“”“”..”·”
3.3T型梁的优化分析...................................................·.·············
3.3.IT型梁的惯性矩.......................................................·····
3.3.2优化分析.”””””.”””””.“”.“”““:.”….””“”“””..”””“
武汉理工大学硕士学位论文
3.4优化结果及说明、.“““””””“””””““””””..“””””“”“”””““”
3.5本章小结.””””.“.“””.””.”“”.””:.““””..“”””””:.”””“““””
第4章简支梁桥车辆振动分析理论.”..“”””:.”“”“”.““”””““”.”
4.1引言.”“”””””“.“””””““.””””:.””””“.”””.“““”“”“””””“
4.2车桥动力模型二“””.””…”“”””二““””..“““””..”””””..””””
4.3简支梁在移动简谐力作用下的振动.”“””””二““”””.“””””
4.4动力反应的时程分析方法.”“.”..”“.””””“”“”””..““”.“””
4.5小结.”””””:.”“.””.““.“”.””””.””:.“””””““”””””””.““””
第5章控制策略及算例分析.“”“””““”..””.””””.“”..””““”””““””
5.1结构振动主动控制算法.”“””””””””二””””””””””.””””..
5.2算例分析及系统建模二“”””.””.””“.“”””..“”””””””””””:.
5.3线性二次型最优控制器.”“.““““.””””””””””””””“””““””
5.4控制效果比较.””.“”“”““””.””“”.”“”.’””“””“““”..””“””“
5.4.1桥梁的振动特性....................
桥梁车振是桥梁运行中的重点问题。当列车通过桥梁时，桥梁结构不仅承
受静力作用，还要承受移动荷载以及桥梁和车辆的振动惯性力的作用。车辆运
行速度越高，安全问题越显突出，既要保证高速列车在桥上运行时的安全性，
又要保证列车乘坐的舒适度。因此很有必要对桥梁振动控制技术进行深入的研
究。
近年来，压电材料作为一种新型的智能材料，以其良好的材料特性，在结
构振动控制领域得到了广泛应用。本文的研究工作安排为如下六章:
第一章.在查阅了大量文献的基础上，综述压电材料的特性以及压电材料
的工程应用，尤其是在土木工程结构振动控制领域的应用，介绍了本文的主要
研究工作。
第二章.分析压电材料的力学和电学性能。对其作动能力和传感能力进行
了分析，得到了梁结构中压电材料的压电作动弯矩方程和压电传感方程。
第三章.通过对埋入梁结构中压电材料的压电作动力矩方程进行分析，推
导出压电材料埋入板梁结构及T型梁结构时其最优埋入深度和压电材料最优厚
度的显式表达式，由此推导了深度和厚度的理想取值，并结合实际情况分析了
最优取值。
第四章.桥梁振动系统建模。系统地介绍了车桥动力系统建模的演变过程，
从简单到复杂，建立了简支桥梁在移动简谐荷载作用下的桥梁振动方程，阐述
了动力反应的时程分析方法。
第五章.算例分析。提出一种新的装置，把压电智能结构应用于桥梁的振
动控制中来减小桥梁的竖向振动。振动控制设计中控制策略直接决定着控制效
果，本文采用了线性二次型最优化(LQR)算法用于控制桥梁的振动。通过算
例分析桥梁在移动荷载作用下的振动控制效果，验证了此方法控制桥梁振动的
可行性。
第六章.全文工作的总结及展望。
关键词;压电智能结构，压电材料，桥梁振动，振动控制
第1章绪论.”.”””””.”“”””“”“”“.”””.”””””””””””“””“”””
1.1论文选题的意义及课题来源...................……，……，…，二，.，.……
1.2结构振动控制研究现状...............……，................·················
1.2.1主动控制....................................................................
1.2.2半主动控制................................................................
1.2.3智能控制....................................................................
1.2.4混合控制....................................................................
1.3压电智能结构的研究进展及其在土木工程中的应用......
1.3.1弓}言..........................................................................
1.3.2智能结构及压电类智能材料..……，.........................
1.3.3压电智能结构的组成及其在结构控制中的应用，…
1.3.4压电智能结构在结构控制中的应用......................
1.3.5在土木工程中的应用...............................................·
1.4本文的主要研究工作....................................··....·················
第2章压电材料及压电智能结构分析.“””””””””””””””””””..””
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2.2压电方程及压电常数....................................................········
2.3压电材料.”.”.”””“”””.”..“.””””.””“””“””“””””“”“”””””
2.4埋入压电材料的梁结构.......................................................
2.4.1压电梁结构中的压电传感器分析.............................
2.4.2压电梁结构中的作动器分析及示例.........................
2.5本章小结............................................................……，............
第3章压电材料厚度和埋入深度优化研究.””””..“”””””.””“”“””
3.1弓I言.......................................................................................
3.2板梁的优化分析.”“””“.”“”二”“”..”.”””“““”””..“”“”..”·”
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3.3.IT型梁的惯性矩.......................................................·····
3.3.2优化分析.”””””.”””””.“”.“”““:.”….””“”“””..”””“
武汉理工大学硕士学位论文
3.4优化结果及说明、.“““””””“””””““””””..“””””“”“”””““”
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第4章简支梁桥车辆振动分析理论.”..“”””:.”“”“”.““”””““”.”
4.1引言.”“”””””“.“””””““.””””:.””””“.”””.“““”“”“””””“
4.2车桥动力模型二“””.””…”“”””二““””..“““””..”””””..””””
4.3简支梁在移动简谐力作用下的振动.”“””””二““”””.“””””
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第5章控制策略及算例分析.“”“””““”..””.””””.“”..””““”””““””
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5.4.1桥梁的振动特性....................
