单自由度SMA阻尼结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析.pdf

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1、第31卷第2期、，0l_31No．2工程力学2014年2月Feb．2014ENGINEERINGMECHANICS35文章编号：1000—4750(2014)02．0035—06单自由度SMA阻尼结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析任文杰，李宏男。f1．河北工业大学j{：木工程学院，天津300401；2．河北省土木工程技术研究中心，天津3004013．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，大连116024)摘要：设计了一种超弹性形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy,SMA)阻尼器。在SMA丝的Graesser本构模型基础上，建立了SMA阻尼器的常规力学模型，进而

2、提出了其简化力学模型。采用随机等价线性化法建立了单自由度SMA阻尼结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析公式。算例比较了随机等价线性化法和蒙特卡罗fMonteCarlo)模拟法计算的结构振动响应，证明了随机等价线性化法的有效性；比较了无控结构和SMA阻尼结构的动力特性和振动响应，说明了SMA阻尼器能增加结构的刚度和阻尼比，因而可有效抑制结构的振动。关键词：形状记忆合金；阻尼器；力学模型；随机振动；随机等价线性化法；蒙特卡罗模拟法中图分类号：TU352．1；TB123；TG139+．6文献标志码：Adoi：10．6052d．issn．1000—4750．2012．10．0726A

3、NALYSESoFSTATIoNARYRANDoMVIBRATIoNoFSINGLE．DEGREE．oF．FREEDoMSTRUCTUREWITHSHAPEMEMoRYALLoYDAMPERSUBJECTEDTOGAUSSIANWHITENoISEEXCI11ATIoNRENWen-jie’。，LIHong—nan(1．SchoolofCivilEngineering，HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401，China；2．CivilEngineeringTechnologyResearchCenterofHebeiProvince，T

4、ianjin300401，China；3．StateKeyLaboratoryofCoastalandOfshoreEngineering，Dali~UniversityofTechnology,Dalian116024，China)Abstract：Asuperelasticshapememoryalloy(SMA)damperisdesigned．BasedontheGraesser’SconstitutivemodelofSMAwire，theconventionalmechanicalmodeloftheSMAdamperissetup．Further，asimplifi

5、edmechanicalmodeloftheSMAdamperisputforward．Usingastochasticequivalentlinearizationmethod，theanalysesofthestationaryrandomvibrationofasingle．．degree．．offreedomstructurewiththeSMAdampersubjectedtoGaussianwhitenoiseexcitationareformulated．Numericalsimulationsarecarriedouttocomparethevibrationre

6、sponsesofthestructurebetweenthestochasticequivalentlinearizationmethodandtheMonteCarlosimulationmethod．andtheresultstestifythatthestochasticequivalentlinearizationmethodiSvalid．ThedynamicpropertiesandthevibrationresponsesofthestructurewithoutandwiththeSMAdamperarecomputed．andtheresultsshowtha

7、ttheSMAdampercandecreasethevibrationofthestructureeffectivelyduetoitscapabilityofincreasingthestiffnessandthedampingratioofthestructure．Keywords：shapememoryalloy；damper；mechanicalmodel；randomvibration；stochasticequivalentlinearizationmethod；M