磁流变控制技术及其在建筑抗震工程中的应用
出版时间:
2021-10
版次:
1
ISBN:
9787030675385
定价:
118.00
装帧:
其他
开本:
16开
纸张:
胶版纸
-
本书系统地阐述和总结了作者近年来在磁流变智能材料、磁流变阻尼器及设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构等领域的研发、试验和数值仿真的部分研究成果。本书共8章，主要内容包括：工程结构振动控制概述，磁流变液的制备与性能表征，磁流变阻尼器的设计、试验和力学模型，设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能，框架结构的数值建模理论基础，设置磁流变阻尼器结构的动力分析理论基础，设置磁流变阻尼器平面结构的动力响应分析，设置磁流变阻尼器空间结构的动力响应分析实例。
本书可供从事工程力学、结构减震控制、防灾减灾工程等相关领域研究和应用的技术人员阅读，也可供高等院校相关专业的师生参考。
第1章 工程结构振动控制概述 1
1.1 工程结构振动控制方法 1
1.1.1 被动控制 1
1.1.2 主动控制 3
1.1.3 半主动控制 4
1.1.4 混合控制 5
1.2 基于磁流变技术的工程结构减振控制方法 6
1.2.1 磁流变液简介 6
1.2.2 磁流变阻尼器及其力学模型简介 7
1.2.3 设置磁流变阻尼器结构的建模仿真 9
1.2.4 磁流变阻尼器在土木工程中的应用 11
第2章 磁流变液的制备与性能表征 14
2.1 磁流变液的组成与工作模式 14
2.1.1 磁流变液的组成 14
2.1.2 磁流变液的工作模式 15
2.2 磁流变液的制备 16
2.2.1 磁流变液的组分配比 16
2.2.2 磁流变液的制备工艺 18
2.3 磁流变液的性能表征 19
2.3.1 磁流变液的沉降性能 19
2.3.2 磁流变液的力学性能 22
2.4 磁流变液的力学模型 38
2.4.1 Bingham模型 38
2.4.2 HerschelBulkley模型 40
2.4.3 其他模型 40
第3章 磁流变阻尼器的设计、试验和力学模型 44
3.1 磁流变阻尼器简介 44
3.2 磁流变阻尼器的优化设计方法 45
3.2.1 多级剪切流动式磁流变阻尼器的设计理论 45
3.2.2 多级剪切流动式磁流变阻尼器的设计方法 46
3.3 磁流变阻尼器的试验和力学特性 52
3.3.1 拟静力作用下直线式磁流变阻尼器的力学特性 52
3.3.2 低周循环下直线式磁流变阻尼器的力学特性 56
3.3.3 拟静力作用下旋转式磁流变阻尼器的力学特性 61
3.3.4 低周循环下旋转式磁流变阻尼器的力学特性 64
3.4 磁流变阻尼器的力学模型 65
第4章 设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能 73
4.1 设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙的抗震性能试验 74
4.1.1 试件概况 74
4.1.2 抗震性能试验 76
4.1.3 抗震性能试验结果分析 81
4.2 设置磁流变阻尼器自复位混凝土柱的抗震性能试验 91
4.2.1 试件概况 91
4.2.2 抗震性能试验 93
4.2.3 抗震性能试验结果分析 99
第5章 框架结构的数值建模理论基础 111
5.1 平面杆系单元 111
5.1.1 一维杆单元 111
5.1.2 二维梁单元 113
5.2 空间梁单元 117
5.3 板壳单元 120
5.3.1 矩形4结点8自由度平面单元 120
5.3.2 矩形板的弯曲 123
5.3.3 壳体单元 127
5.4 单元的坐标变换 128
5.4.1 一维杆单元的坐标变换 128
5.4.2 梁单元的坐标变换 131
5.4.3 壳体单元的坐标变换 133
5.5 整体刚度矩阵的集成 134
5.6 边界约束条件的处理方法 135
5.6.1 消去法 136
5.6.2 划0置1法 136
5.6.3 乘大数法 137
第6章 设置磁流变阻尼器结构的动力分析理论基础 138
6.1 设置阻尼器结构的动力学微分方程 138
6.1.1 结构动力学分析的基本方程 138
6.1.2 结构动力学问题的有限元方程 140
6.2 质量矩阵 142
6.2.1 杆单元的质量矩阵 142
6.2.2 平面梁单元的质量矩阵 143
6.2.3 空间梁单元的质量矩阵 144
6.2.4 平面4结点矩形单元的质量矩阵 145
6.2.5 4结点矩形弯曲板单元的质量矩阵 146
6.2.6 壳体单元的质量矩阵 146
6.3 设置磁流变阻尼器结构的动力响应求解方法 147
6.3.1 动力特性分析 147
6.3.2 时程响应分析 150
6.4 设置磁流变阻尼器结构的半主动控制算法 154
6.4.1 线性二次型调节器控制算法 154
6.4.2 半主动控制策略 157
第7章 设置磁流变阻尼器平面结构的动力响应分析 158
7.1 设置磁流变阻尼器平面层间剪切模型的动力响应分析 158
7.1.1 设置磁流变阻尼器的平面框架层模型 158
7.1.2 层间模型MATLAB编程实例 159
7.2 设置磁流变阻尼器平面杆系模型的动力响应分析 165
7.2.1 设置磁流变阻尼器的平面杆系框架 165
7.2.2 设置磁流变阻尼器的平面杆系框架MATLAB编程实例 166
第8章 设置磁流变阻尼器空间结构的动力响应分析实例 180
8.1 设置磁流变阻尼器的三维钢筋混凝土框架结构 180
8.2 空间杆系模型编程流程和MATLAB程序代码 181
8.3 三维框架模型MATLAB程序验证 198
8.4 未控和设置磁流变阻尼器的三维框架模型地震响应分析MATLAB
程序代码 204
主要参考文献 218
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内容简介:
本书系统地阐述和总结了作者近年来在磁流变智能材料、磁流变阻尼器及设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构等领域的研发、试验和数值仿真的部分研究成果。本书共8章，主要内容包括：工程结构振动控制概述，磁流变液的制备与性能表征，磁流变阻尼器的设计、试验和力学模型，设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能，框架结构的数值建模理论基础，设置磁流变阻尼器结构的动力分析理论基础，设置磁流变阻尼器平面结构的动力响应分析，设置磁流变阻尼器空间结构的动力响应分析实例。
本书可供从事工程力学、结构减震控制、防灾减灾工程等相关领域研究和应用的技术人员阅读，也可供高等院校相关专业的师生参考。
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目录:
第1章 工程结构振动控制概述 1
1.1 工程结构振动控制方法 1
1.1.1 被动控制 1
1.1.2 主动控制 3
1.1.3 半主动控制 4
1.1.4 混合控制 5
1.2 基于磁流变技术的工程结构减振控制方法 6
1.2.1 磁流变液简介 6
1.2.2 磁流变阻尼器及其力学模型简介 7
1.2.3 设置磁流变阻尼器结构的建模仿真 9
1.2.4 磁流变阻尼器在土木工程中的应用 11
第2章 磁流变液的制备与性能表征 14
2.1 磁流变液的组成与工作模式 14
2.1.1 磁流变液的组成 14
2.1.2 磁流变液的工作模式 15
2.2 磁流变液的制备 16
2.2.1 磁流变液的组分配比 16
2.2.2 磁流变液的制备工艺 18
2.3 磁流变液的性能表征 19
2.3.1 磁流变液的沉降性能 19
2.3.2 磁流变液的力学性能 22
2.4 磁流变液的力学模型 38
2.4.1 Bingham模型 38
2.4.2 HerschelBulkley模型 40
2.4.3 其他模型 40
第3章 磁流变阻尼器的设计、试验和力学模型 44
3.1 磁流变阻尼器简介 44
3.2 磁流变阻尼器的优化设计方法 45
3.2.1 多级剪切流动式磁流变阻尼器的设计理论 45
3.2.2 多级剪切流动式磁流变阻尼器的设计方法 46
3.3 磁流变阻尼器的试验和力学特性 52
3.3.1 拟静力作用下直线式磁流变阻尼器的力学特性 52
3.3.2 低周循环下直线式磁流变阻尼器的力学特性 56
3.3.3 拟静力作用下旋转式磁流变阻尼器的力学特性 61
3.3.4 低周循环下旋转式磁流变阻尼器的力学特性 64
3.4 磁流变阻尼器的力学模型 65
第4章 设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能 73
4.1 设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙的抗震性能试验 74
4.1.1 试件概况 74
4.1.2 抗震性能试验 76
4.1.3 抗震性能试验结果分析 81
4.2 设置磁流变阻尼器自复位混凝土柱的抗震性能试验 91
4.2.1 试件概况 91
4.2.2 抗震性能试验 93
4.2.3 抗震性能试验结果分析 99
第5章 框架结构的数值建模理论基础 111
5.1 平面杆系单元 111
5.1.1 一维杆单元 111
5.1.2 二维梁单元 113
5.2 空间梁单元 117
5.3 板壳单元 120
5.3.1 矩形4结点8自由度平面单元 120
5.3.2 矩形板的弯曲 123
5.3.3 壳体单元 127
5.4 单元的坐标变换 128
5.4.1 一维杆单元的坐标变换 128
5.4.2 梁单元的坐标变换 131
5.4.3 壳体单元的坐标变换 133
5.5 整体刚度矩阵的集成 134
5.6 边界约束条件的处理方法 135
5.6.1 消去法 136
5.6.2 划0置1法 136
5.6.3 乘大数法 137
第6章 设置磁流变阻尼器结构的动力分析理论基础 138
6.1 设置阻尼器结构的动力学微分方程 138
6.1.1 结构动力学分析的基本方程 138
6.1.2 结构动力学问题的有限元方程 140
6.2 质量矩阵 142
6.2.1 杆单元的质量矩阵 142
6.2.2 平面梁单元的质量矩阵 143
6.2.3 空间梁单元的质量矩阵 144
6.2.4 平面4结点矩形单元的质量矩阵 145
6.2.5 4结点矩形弯曲板单元的质量矩阵 146
6.2.6 壳体单元的质量矩阵 146
6.3 设置磁流变阻尼器结构的动力响应求解方法 147
6.3.1 动力特性分析 147
6.3.2 时程响应分析 150
6.4 设置磁流变阻尼器结构的半主动控制算法 154
6.4.1 线性二次型调节器控制算法 154
6.4.2 半主动控制策略 157
第7章 设置磁流变阻尼器平面结构的动力响应分析 158
7.1 设置磁流变阻尼器平面层间剪切模型的动力响应分析 158
7.1.1 设置磁流变阻尼器的平面框架层模型 158
7.1.2 层间模型MATLAB编程实例 159
7.2 设置磁流变阻尼器平面杆系模型的动力响应分析 165
7.2.1 设置磁流变阻尼器的平面杆系框架 165
7.2.2 设置磁流变阻尼器的平面杆系框架MATLAB编程实例 166
第8章 设置磁流变阻尼器空间结构的动力响应分析实例 180
8.1 设置磁流变阻尼器的三维钢筋混凝土框架结构 180
8.2 空间杆系模型编程流程和MATLAB程序代码 181
8.3 三维框架模型MATLAB程序验证 198
8.4 未控和设置磁流变阻尼器的三维框架模型地震响应分析MATLAB
程序代码 204
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