题名 组合刚度非线性能量阱减震性能研究
1
作者
吴梦南 宁西占 张洪福
机构
华侨大学土木工程学院 华侨大学福建省智慧基础设施与监测重点实验室 海南大学土木建筑工程学院
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第9期203-213,共11页
基金
国家自然科学基金(52478175 51908231) +1 种基金 福建省自然科学基金(2024J01075) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(ZQN-912)。
文摘
为解决常规非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在低能量输入时难以触发靶向能量传递的问题,在立方刚度NES的基础上引入低阶非线性刚度项,提出一种组合刚度NES,以提高NES减震性能的鲁棒性。提出考虑不同层级能量输入的NES参数优化策略,采用遗传算法对组合刚度NES、立方刚度NES和调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)进行参数数值寻优,对比分析了不同阻尼器的减震性能。结果表明,组合刚度NES的减震性能全面优于立方刚度NES,对不同层级能量输入的鲁棒性几乎与TMD相当,而对主结构频率变化的鲁棒性则优于TMD。利用数值小波变换对地震响应的功率谱进行分析,揭示了组合刚度NES能在较宽频带与主结构产生强烈的瞬时内共振俘获行为,由此表明其具有极强的频率鲁棒性。对能量在受控系统中不同部分间的传递分析表明,高阶非线性刚度仅在高能量输入时转移主结构能量,而低阶非线性刚度在低能量输入时仍可有效转移主结构能量,揭示了组合刚度NES具有良好的能量输入鲁棒性。
关键词
非线性能量阱 组合刚度 减震性能 鲁棒性
Keywords
nonlinear energy sink(NES) combined stiffness seismic mitigation performance robustness
分类号
TU352.1
[建筑科学—结构工程]
题名 轴向力对剪切钢板阻尼器抗震性能影响的数值模拟
2
作者
方庆田 王照然 宁西占
机构
华侨大学土木工程学院 中国建设基础设施有限公司 华侨大学福建省智慧基础设施与监测重点实验室
出处
《华侨大学学报（自然科学版）》
CAS
2024年第2期201-209,共9页
基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目(2020D14) 国家自然科学基金资助项目(51908231) +1 种基金 福建省自然科学基金资助项目(2020J01058) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(ZQN-912)。
文摘
采用数值模拟的方式,对轴向力作用的剪切钢板阻尼器的抗震性能进行研究,设定5组不同的剪切钢板阻尼器,以探究高宽比和高厚比对阻尼器的影响,同时提出两种轴向自由的新型剪切钢板阻尼器。结果表明:轴向力对阻尼器抗震性能产生不利影响,使腹板更容易发生局部屈曲且屈曲程度更大,有必要做防屈曲措施;当高宽比、高厚比增大时,屈服荷载、极限荷载、初始刚度及屈服后刚度显著降低;当腹板高度保持不变时,增大腹板宽度或厚度,可有效改善阻尼器的抗震性能。
关键词
剪切钢板阻尼器 有限元分析 抗震性能 轴向力
Keywords
shear steel panel damper finite element analysis seismic performence axial force
分类号
TU392.4
[建筑科学—结构工程]
题名 考虑不完整边界条件的新型混合试验方法
被引量：14
3
作者
吴斌 宁西占 许国山 王贞
机构
哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第15期150-155,共6页
基金
国家重点研发计划课题(2016YFC0701106) 国家自然科学基金(51161120360 +3 种基金 51408157 51778190) 高等学校博士学科点专项科研基金(20132302110065) 黑龙江省自然科学基金(LC201423)
文摘
在混合试验中,当子结构边界自由度较多时,其边界条件往往难以完全实现,而边界条件的缺失势必改变原结构的受力状态,影响结构性能评估的准确性。为此,提出基于模型更新的在线数值模拟方法,称之为考虑不完整边界条件的新型混合试验方法。该方法建立具有相同本构关系的两套数值模型,分别用于整体结构数值计算和物理子结构本构模型参数识别。由于结构反应由整体结构数值模型求得,边界条件自然得到满足;而且数值模型的本构参数不断根据物理试件的试验结果在线修正,提高了数值计算的准确性。以物理试件的恢复力为追踪目标,采用基于梯度的优化方法在线估计并更新材料本构模型参数;以Matlab和Open Sees为计算平台完成了边界条件不完整的钢筋混凝土框架结构虚拟混合试验。结果表明,该方法几乎消除了边界条件不足带来的不利影响,提高了混合试验的模拟精度。
关键词
混合试验 不完整边界条件 参数识别 模型更新
Keywords
hybrid simulation incomplete boundary conditions parametric recognition model updating
分类号
TU317
[建筑科学—结构工程]
题名 基于内环H_∞控制的实时混合试验
被引量：5
4
作者
宁西占 周惠蒙 吴斌 王贞
机构
哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室 哈尔滨工业大学土木工程学院 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2017年第15期57-63,共7页
基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项项目(2016B09) 国家自然科学基金(51161120360 +2 种基金 51408565 51408157) 高等学校博士学科点专项科研基金(20132302110065)
文摘
实时混合试验将结构的关键部位作为试验子结构进行试验,而其余部分作为数值子结构在计算机中模拟,并通过作动器或振动台对试验子结构进行加载来实现二者边界条件的协调。由于作动器-试件系统复杂的非线性动力特性,传统的PID控制器性能受到一定影响,必须采用时滞补偿方法或外环控制消除作动器-试件系统的非线性动力特性影响,才能保证实时混合试验的成功。为在作动器内环消除作动器-试件系统非线性动力特性的影响,采用基于混合灵敏度的H_∞控制理论设计实时混合试验作动器内环控制器,并研究了这种方法的可行性。数值仿真表明,H_∞控制器表现出较好的跟踪性能并具有一定的鲁棒性;单自由度线弹性结构实时混合试验证明了该方法在作动器内环控制上的可行性。
关键词
实时混合试验 内环控制 控制 鲁棒性 混合灵敏度
Keywords
real-time hybrid simulation （RTHS） inner loop control H∞ control robustness mixed sensitivity
分类号
TU317
[建筑科学—结构工程]
题名 BFRP管混凝土柱抗震性能研究
被引量：2
5
作者
李红健 陈林聪 宁西占
机构
华侨大学土木工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第10期106-114,161,共10页
基金
国家自然科学基金(12072118,51908231) 福建省自然科学基金(2019J01049) 厦门市青年创新基金(3502Z20206005)。
文摘
为适应复杂的海洋环境,该研究提出玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)管钢筋混凝土柱,并采用拟静力试验和有限元软件OPENSEES研究其抗震性能,探讨BFRP管厚度、轴压比、长细比、纵筋直径和屈服强度对BFRP管钢筋混凝土柱破坏机理和抗震性能的影响规律。研究结果表明:试件的滞回环都比较饱满,均发生弯曲破坏;BFRP管厚度的增大使试件的承载力和耗能性能小幅提高,强度退化放缓;轴压比大的试件承载力高,耗能性能较强,但变形能力差,强度以及刚度退化较快;长细比的增大使试件的滞回曲线变得更为瘦长,整体刚度、峰值荷载、累积耗能大幅降低,同时极限位移明显增大;增大纵筋直径和提高纵筋屈服强度均可使试件的滞回曲线愈加饱满,初始刚度、峰值荷载以及累积耗能也得到有效提高。BFRP管混凝土柱相比于钢筋混凝土柱,多项抗震性能指标都比较优异,但是与钢管混凝土柱相比仍存在一定差距。
关键词
玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)管 钢筋混凝土柱 滞回性能 拟静力试验 OPENSEES
Keywords
basalt fiber reinforced polymer(BFRP)tube reinforced concrete column hysteretic behavior quasi-static test OPENSEES
分类号
TU398.9
[建筑科学—结构工程]
TU317.1
[建筑科学—结构工程]
题名 基于加性误差模型的实时混合试验自适应时滞补偿方法
被引量：2
6
作者
黄伟 宁西占 王贞 徐小洋
机构
华侨大学土木工程学院 福建省智慧基础设施与监测重点实验室 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室 武汉理工大学土木工程与建筑学院 中国建筑第二工程局有限公司湖北分公司
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第7期46-53,共8页
基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目(2020D14) 国家自然科学基金(51908231,52078398) +1 种基金 福建省自然科学基金(2020J01058) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(ZQN-912)。
文摘
实时混合试验是评估结构动力性能的有效方法,但由传递系统和物理试件的动力特性,以及二者之间的相互作用引起的时变时滞严重影响其精度和稳定性。针对此问题,提出一种基于加性误差模型的自适应补偿方法。该方法将传递系统和物理试件所组成的系统分解为名义模型和加性误差模型,以名义模型的逆作为前馈控制器消除系统大部分时滞,并基于加性误差模型设计自适应补偿器进一步消除残余时滞。研究表明,所提方法可有效提高实时混合试验的模拟精度,显著降低时滞补偿器对自适应律的依赖性,表现出较强的鲁棒性。
关键词
实时混合试验(RTHT) 时滞补偿 加性误差模型 前馈控制
Keywords
real-time hybrid test(RTHT) time-delay compensation additive error model feedforward control
分类号
TH317
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 多本构模型参数同步更新的在线数值模拟方法研究
7
作者
刘天姿 黄伟 宁西占 叶恒博 王国元
机构
华侨大学土木工程学院 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动实验室 芜湖市交通投资有限公司
出处
《世界地震工程》
北大核心
2023年第4期142-148,共7页
基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目(2020D14) 国家自然科学基金(51908231) 福建省自然科学基金(2020J01058)。
文摘
在线数值模拟方法是一种基于模型更新的混合试验方法,其是不完整边界条件混合试验的通用解决方案。在该方法中:结构反应由结构整体数值模型计算得到,边界条件自然得以满足;物理子结构的恢复力不再参与运动方程的求解,而是用于估计数值模型的本构参数,提高了数值模型的可靠性。论文提出多本构模型参数同步更新的在线数值模拟方法,以提高多种本构模型参数不确定性同时存在时在线数值模拟方法的精度,并以Levenberg-Marquardt算法为参数估计方法,实现了采用恢复力对钢筋和混凝土材料本构模型参数的同步估计。研究表明:以恢复力来估计材料本构模型参数是可行的,且Levenberg-Marquardt算法具有较高的收敛速度和计算精度;在线数值模拟方法有效地提高了混合试验的模拟精度。
关键词
在线数值模拟 混合试验 多本构同步更新 LEVENBERG-MARQUARDT算法 OPENSEES
Keywords
online numerical simulation hybrid simulation multi-model simultaneous updating Levenberg-Marquardt algorithm OpenSees
分类号
TU317
[建筑科学—结构工程]
