张家瑞
- 作品数：14 被引量：14H指数：2
- 供职机构：武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北省道路桥梁与结构工程重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金湖北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学一般工业技术交通运输工程更多>>
- 纵肋-顶板焊缝交错裂纹的三维扩展模拟
- 2020年
- 建立桥面板节段有限元模型,在肋-板焊缝处引入多条裂纹,分析纵肋顶板处交错裂纹扩展的特性。结果表明:纵肋顶板焊缝处单一裂纹扩展时,裂纹扩展速度逐渐加快;沿焊趾纵向交错裂纹扩展时,相比单裂纹,深度方向扩展速度有较大增长;焊趾与焊根处裂纹同时扩展时,初期两处应力互相卸载,导致扩展速度降低,至其中一条裂纹扩展速度降低至一定程度时,余下裂纹扩展速度开始加快,最终疲劳寿命略微增加。
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- 关键词：正交异性钢桥面板应力强度因子
- 宏纤维复合平板结构的作动方程与试验验证被引量：4
- 2019年
- 宏纤维复合材料(MFC)对板壳结构具有很好的治振效果,为了得到更为精确的MFC力电关系及提高MFC的振动控制效果,提出了一种新的MFC复合平板结构作动方程计算方法.在MFC的第1类压电方程基础上,建立了考虑泊松比与MFC薄膜应变对MFC作动力与作动弯矩影响的P1型MFC复合平板结构作动方程,得到了MFC对结构的作动力与作动弯矩.模型计算结果与公认数据进行比较,偏差在5%以内;完成了MFC复合平板结构的振动控制试验,控制前后的加速度仿真结果与试验结果之间的偏差在7.5%以内,表明本文推导的P1型MFC作动方程是适用的,可以用于MFC对平板结构的减振控制仿真计算.
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- 关键词：仿真振动控制
- 基于MRE的变频TMD竖向振动控制被引量：3
- 2018年
- 目的研发一种基于新型智能材料磁流变弹性体(MRE)的变频调谐质量阻尼器(TMD),为弥补传统TMD的频率不可调提供理论依据.方法研究MRE剪切模量与施加电流之间的关系,采用希尔伯特-黄变换(HHT)和随机减量技术(RDT)相结合的方式对主结构频率进行精确识别,完成了变频TMD对固支梁竖向振动控制的仿真计算,分析了不同质量比对变频TMD和传统TMD减振控制的影响.结果在自行研发的变频TMD中,MRE的剪切模量会随着外加电流的增强而增大,在1.8 A左右接近饱和值.利用HHT和RDT相结合的方法对频率识别方法是精确有效的.固支梁竖向振动的仿真结果表明,变频TMD能够在固支梁频率发生变化时仍保持良好的减振效果,固支梁频率与传统TMD自振频率相差越大,在达到同样减振效果时所需要的变频TMD质量比就越小.结论基于MRE的变频TMD能够实时与主结构频率保持一致,在主结构频率发生改变时仍具备良好的减振效果,并且变频TMD在减小TMD质量比方面也具有较大的优势.
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- 关键词：磁流变弹性体磁路分析竖向振动
- 压电纤维复合材料作动行为研究
- 2021年
- 宏纤维复合材料(MFC)是一种出力大、环境适应性强的新型高性能压电纤维复合材料。目前,MFC的作动性能多基于经典板理论(CPT)计算得到且无法得到MFC的作动力分布与精确的作动力施加位置。为此,在考虑MFC复合平板结构剪切变形的基础上,采用三阶剪切变形理论(TSDT)推导了MFC作动力公式,并以MFC复合梁结构为例,完成了不同幅值电压下基于CPT和TSDT的MFC复合梁结构作动仿真。结果表明:基于TSDT的MFC作动力计算精度更高且可以准确地反映出MFC作动力的分布特点。
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- 宏纤维复合板壳结构的作动方程与试验验证
- 宏纤维复合材料(Macro Fiber Composite,简称MFC)作为一种新型的智能材料,由压电陶瓷纤维和环氧树脂基复合而成。具有质量轻巧,柔韧性好,驱动力大,可粘贴于曲面结构等优点,是目前现有压电材料中综合性能最...
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- 关键词：MFC振动控制
- 不同加载速率下GFRP筋与混凝土粘结性能研究被引量：1
- 2022年
- 利用符合实际的梁端式试验进行研究,通过观察不同加载速率下粘结界面破坏方式,分析试件的粘结破坏机理,然后通过动态增长系数(DIF)变化情况和破坏机理定量分析不同加载速率对于粘结性能的影响。最后引入加载速率的影响因素,修正已有的GFRP筋与混凝土粘结滑移本构关系模型,并与试验曲线相对比,两者吻合比较好。
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- 关键词：加载速率
- 考虑外部激励的高层建筑作动器优化布置研究
- 2022年
- 针对可控能量准则未考虑外部激励的问题,以可控Grammian矩阵为研究对象,分析了外部激励对可控Grammian矩阵的影响程度,选取可控Grammian矩阵中受影响较大的模态进行优化控制,得到了一种针对特定模态的可控能量准则。以20层Benchmark模型为研究对象,对比了作动器均布、可控能量准则以及针对特定模态的可控能量准则布置下的结构振动响应。仿真结果表明:针对特定模态的作动器布置可以有效抑制结构的振动响应,该方法能够减少38.6%~68.5%的顶层振动响应,与传统的可控能量准则相比可以提高2.021%到12.71%的顶层控制效果,验证了优化准则的有效性,并为高层建筑的作动器布置提供了新的方法。
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- 基于GRU的结构智能振动控制算法研究被引量：2
- 2022年
- 针对人工神经网络在结构振动控制领域中存在对高度非线性函数表达能力不足,易出现过拟合等问题,提出一种基于门控循环单元(GRU)神经网络的结构智能振动控制方法。以3层Benchmark模型为研究对象,构建了适用于结构振动控制的GRU智能控制器,并将其性能与长短时记忆(LSTM)和反向传播(BP)神经网络控制器进行对比。同时,研究了外部激励和结构刚度变化时GRU控制器的泛化性和鲁棒性。结果表明:GRU网络在预测精度、预测-实际值曲线拟合程度以及训练时间上均优于其他两种神经网络;在原始激励下,GRU控制器对结构振动响应控制效果最好,且各层时程信号的评价指标均最小;当外部激励和结构刚度发生变化时,3种控制器的控制效果均有不同程度的降低,但GRU控制器对结构响应峰值的控制效果更优,这表明其具有更好的泛化性和鲁棒性。
- 刘家利涂建维朱耀阳李召张家瑞
- 关键词：智能控制时间序列预测性能分析
- 基于实时频率识别的调频TMD竖向振动控制试验研究被引量：1
- 2021年
- 为了克服传统调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)频率不可调整的缺陷,提出一种基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,MRE)的新型调频TMD装置,使得当TMD频率与受控结构的自振频率相吻合时,可以起到较好的减振效果。为了分析调频TMD的减振性能,研究了MRE剪切模量与电流的关系,采用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)和自然激励技术(natural excitation technique,NExT)相结合的方法配合Simulink/dSPACE实时频率识别系统对钢梁进行实时频率识别,分析了传统TMD和调频TMD在不同附加质量块数量下对钢梁的减振效果。研究结果表明,调频TMD的减振控制效果明显优于传统TMD,且调频TMD能够在钢梁自振频率发生变化时保持较好的减振效果。基于实时频率识别的调频TMD能解决传统TMD频带较窄和频率敏感等问题,使得调频TMD在较宽频带上有着更好的控制效果。
- 廖锦鹏涂建维张家瑞李召
- 关键词：希尔伯特-黄变换竖向振动
- 加速度反馈的最小控制合成算法研究
- 2019年
- 针对土木工程中系统全响应状态难以直接获得的问题,结合状态观测理论,提出以加速度作为反馈状态的自适应控制算法,并在AMD-钢框架实验系统中进行了实验分析。根据实验结果,在地震波激励作用下,所提出的基于加速度的MCS控制算法具有良好的减振控制效果。
- 涂建维吴雨航张家瑞李召
- 关键词：自适应控制加速度反馈状态观测器
