直接力反馈控制原则下智能桁架结构的性能研究.pdfVIP

直接力反馈控制原则下智能桁架结构的性能研究 一 摘 要 ／ 』 {智能桁架结构是通过在桁架结构的关键部位加入了集传感和作动于一体的压 电主动构件后形成的一种新型结构形式。它利用压电主动构件作为结构控制的内部 激励源，能根据外界环境的变化和控制要求，自适应地调节桁架结构的受力性能。， 本文主要结合已有的压电主动构件的设计方法，研究了智能桁架结构的静力性能、 振动控制和动力稳定特性以及压电主动构件在智能桁架中的优化配置问题。 首先，从压电主动构件的本构关系出发，研究了压电弹性体的力学性能，作为 压电主动构件的设计方法的理论基础，并讨论了与压电主动构件设计和分析有关的 问题。 其次，从压电主动构件的机电耦合本构方程出发，利用有限元分析方法，建立 了智能桁架结构的静力平衡方程和动态有限元方程。依据智能桁架结构的静力平衡 方程，讨论了可以通过改变箍加在压电主动构件两端的电压值，对智能桁架结构进 行静力形状控制。对采用直接力反馈控制原则的智能桁架结构的振动控制进行了研 究，验证了当压电主动构件的反馈因子在一定范围内时，能提高结构的振动模态阻 尼因子，且能有效地控制桁架结构的振动；并引入了模态应变能因子，研究了智能 桁架结构中压电主动构件的优化配置问题。 第三，按照杆系结构在简谐荷载作用下的动力稳定性有限元方法，考虑P一△效 应，建立了智能桁架结构的动力平衡方程，讨论了动力稳定问题中不同优化目标下 压电主动构件的优化配置问题。并根据智能桁架结构的动力平衡方程的建立过程和 求解方法，编制了智能桁架结构动力稳定分析程序，算例结果表明，加入压电主动 构件后桁架结构的性能得到了显著改善。 关键词： 智能桁架结构；压电主动构件：静力形状控制；动力稳定性能；优化配置 v o／ L／ √ √ ofthe Truss Studies CharacteristicsIntelligent Feedback Force Direct the of on Based Principal Abstract new structures active trussstructuresare by Intelligent type addingpiezoelectric some with and units into members together important sensingintegrated actuating sourcesof as excitation areusedinternal 10cations．The activemembers piezoel