多維地震激勵(lì)下大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)MR阻尼器振動(dòng)控制研究的開(kāi)題報(bào)告

多維地震激勵(lì)下大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)MR阻尼器振動(dòng)控制研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景和意義空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一類(lèi)結(jié)構(gòu)較為輕型化、建設(shè)周期較短、可重復(fù)使用性強(qiáng)、具備靈活性等優(yōu)點(diǎn)的建筑形式。然而，地震是破壞空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的主要自然災(zāi)害之一，應(yīng)對(duì)地震破壞成為空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。現(xiàn)有的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震抗震設(shè)計(jì)主要采用結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和剛度增大來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，但這種方法會(huì)增加結(jié)構(gòu)的重量和材料成本。為了減小結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和成本，引入阻尼器是一種有效的改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的措施。阻尼器可以通過(guò)吸收結(jié)構(gòu)的振能，減小結(jié)構(gòu)對(duì)地震激勵(lì)的響應(yīng)，從而保護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。因此，研究在多維地震激勵(lì)下大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上振動(dòng)控制的MR阻尼器具有重要意義，可為空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供新思路和技術(shù)支持。二、研究目的和內(nèi)容本研究旨在利用MR阻尼器對(duì)多維地震激勵(lì)下大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制，降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.分析大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理，確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性。2.研究和設(shè)計(jì)MR阻尼器，分析阻尼器的物理特性和其對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響。3.建立大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和MR阻尼器的運(yùn)動(dòng)方程和控制方程，采用MATLAB等數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行仿真計(jì)算。4.利用試驗(yàn)測(cè)試對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和MR阻尼器的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量和驗(yàn)證，評(píng)估控制效果。三、研究方法本研究采用綜合理論分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，詳細(xì)分析大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和MR阻尼器的受力機(jī)理和振動(dòng)特性，建立運(yùn)動(dòng)方程和控制方程，采用MATLAB等數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，驗(yàn)證控制效果。同時(shí)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)裝置并進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，研究MR阻尼器對(duì)大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制效果。四、預(yù)期成果本研究預(yù)計(jì)能夠：1.分析大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理和振動(dòng)特性，確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)和響應(yīng)。2.設(shè)計(jì)并研究MR阻尼器的物理特性和其對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響。3.建立大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和MR阻尼器的運(yùn)動(dòng)方程和控制方程，并采用MATLAB等數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行仿真計(jì)算。4.設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)裝置并進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，研究MR阻尼器對(duì)大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制效果。5.提出相應(yīng)的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方案和優(yōu)化建議。五、研究進(jìn)度安排第一階段：文獻(xiàn)綜述和理論分析（2個(gè)月）。第二階段：設(shè)備制造和試驗(yàn)測(cè)試（3個(gè)月）。第三階段：數(shù)值計(jì)算和仿真模擬（4個(gè)月）。第四階段：結(jié)果分析和優(yōu)化建議（1個(gè)月）。六、預(yù)計(jì)難點(diǎn)及解決方案1.由于空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體量龐大，其運(yùn)動(dòng)和控制方程比較復(fù)雜，需要運(yùn)用多學(xué)科交叉的分析方法，提高計(jì)算準(zhǔn)確性。2.設(shè)計(jì)和制造具有適用性、可靠性和可重復(fù)性的MR阻尼器，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證阻尼器的性能。3.在多維地震激勵(lì)下，需要考慮阻尼器與結(jié)構(gòu)之間的耦合效應(yīng)和相互作用，建立結(jié)構(gòu)與控制器間的協(xié)同控制模型，提高結(jié)構(gòu)的控制效果。四、參考文獻(xiàn)[1]林建忠,吳志強(qiáng),陳峰,等.MR阻尼器在建筑結(jié)構(gòu)抗震中的應(yīng)用[J].振動(dòng)與沖擊,2005,24(2):46-51.[2]李建華,呂旭,姜亦璋,等.MR阻尼器在空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)控制中的應(yīng)用[J].工程結(jié)構(gòu),2015,31(1):37-45.[3]張國(guó)棟,王志強(qiáng),范俊杰,等.MR阻尼器在大跨結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].建筑鋼結(jié)構(gòu),2006,20(5):9-15.[4]李紅偉,錢(qián)建明,董萬(wàn)福,等.大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].世界地震工程,2014,30(3):