多维地震激励下大跨空间网壳结构MR阻尼器振动控制研究的开题报告.docx

多维地震激励下大跨空间网壳结构MR阻尼器振动控制研究的开题报告
一、选题背景和意义
空间网壳结构是一类结构较为轻型化、建设周期较短、可重复使用性强、具备灵活性等优点的建筑形式。然而，地震是破坏空间网壳结构的主要自然灾害之一，应对地震破坏成为空间网壳结构设计的重要问题。
现有的空间网壳结构地震抗震设计主要采用结构加强和刚度增大来提高结构的抗震性能，但这种方法会增加结构的重量和材料成本。为了减小结构的质量和成本，引入阻尼器是一种有效的改善结构动力响应的措施。阻尼器可以通过吸收结构的振能，减小结构对地震激励的响应，从而保护结构的完整性和稳定性。
因此，研究在多维地震激励下大跨空间网壳结构上振动控制的MR阻尼器具有重要意义，可为空间网壳结构设计提供新思路和技术支持。
二、研究目的和内容
本研究旨在利用MR阻尼器对多维地震激励下大跨空间网壳结构进行振动控制，降低结构振动响应，提高结构的抗震性能。
具体研究内容包括：
1.分析大跨空间网壳结构的受力机理，确定结构的振动特性。
2.研究和设计MR阻尼器，分析阻尼器的物理特性和其对结构动力响应的影响。
3.建立大跨空间网壳结构和MR阻尼器的运动方程和控制方程，采用MATLAB等数学软件进行仿真计算。
4.利用试验测试对空间网壳结构和MR阻尼器的振动响应进行测量和验证，评估控制效果。
三、研究方法
本研究采用综合理论分析、数值计算和试验验证相结合的方法，详细分析大跨空间网壳结构和MR阻尼器的受力机理和振动特性，建立运动方程和控制方程，采用MATLAB等数值计算软件进行仿真计算，验证控制效果。同时，设计相应的试验装置并进行试验测试，研究MR阻尼器对大跨空间网壳结构的振动控制效果。
四、预期成果
本研究预计能够：
1.分析大跨空间网壳结构的受力机理和振动特性，确定结构的振动模态和响应。
2.设计并研究MR阻尼器的物理特性和其对结构动力响应的影响。
3.建立大跨空间网壳结构和MR阻尼器的运动方程和控制方程，并采用MATLAB等数值计算软件进行仿真计算。
4.设计相应的试验装置并进行试验测试，研究MR阻尼器对大跨空间网壳结构的振动控制效果。
5.提出相应的空间网壳结构振动控制方案和优化建议。
五、研究进度安排
第一阶段：文献综述和理论分析（2个月）。
第二阶段：设备制造和试验测试（3个月）。
第三阶段：数值计算和仿真模拟（4个月）。
第四阶段：结果分析和优化建议（1个月）。
六、预计难点及解决方案
1.由于空间网壳结构体量庞大，其运动和控制方程比较复杂，需要运用多学科交叉的分析方法，提高计算准确性。
2.设计和制造具有适用性、可靠性和可重复性的MR阻尼器，并对其进行实验测试，验证阻尼器的性能。
3.在多维地震激励下，需要考虑阻尼器与结构之间的耦合效应和相互作用，建立结构与控制器间的协同控制模型，提高结构的控制效果。
四、参考文献
[1]林建忠,吴志强,陈峰,等.MR阻尼器在建筑结构抗震中的应用[J].振动与冲击,2005,24(2):46-51.
[2]李建华,吕旭,姜亦璋,等.MR阻尼器在空间网格结构控制中的应用[J].工程结构,2015,31(1):37-45.
[3]张国栋,王志强,范俊杰,等.MR阻尼器在大跨结构中的应用[J].建筑钢结构,2006,20(5):9-15.
[4]李红伟,钱建明,董万福,等.大跨网壳结构的抗震优化设计[J].世界地震工程,2014,30(3):11-16.
[5]严惠梅,李英,张鹏,等.大跨空间网壳结构振动控制研究进展[J].振动与冲击,2016,35(8):131-138.