防風固沙楊樹林減振機理及振動控制研究基本信息

鑒于防風固沙楊樹林體系的風振反應的模糊性、隨機性，本研究項目首先利用模糊控制理論，通過對防風固沙楊樹林體系在風作用下的動力特性、耗能機理、固沙效應、倒塌機理的研究，取得楊樹在風作用下的恢復力特性曲線及固沙效應的基礎數(shù)據(jù)，并用以建立防風固沙楊樹林體系在風作用下的ANSYS隨機模型及倒塌模型；其次通過對楊樹、帶有減振器的楊樹、防風固沙楊樹林體系、帶有減振器的防風固沙楊樹林體系的風洞對比試驗，并自行編制相應的計算機程序進行仿真分析，獲得其減振效果，從而得出防風固沙楊樹林體系的減振方法和措施，以實現(xiàn)對防風固沙楊樹林體系的減振模糊控制，達到衰減風振反應，減少楊樹損壞或倒塌數(shù)量，有效節(jié)省工程防沙費用，保護防風固沙楊樹林體系安全的目的。該項目的研制成功，將為后續(xù)防風固沙楊樹林體系的大規(guī)模工程建設作好準備，并為首都社會安定，經(jīng)濟繁榮提供更有力的保障，因而可取得顯著的科研意義、社會意義和極其廣闊的應用前景。

振動控制在現(xiàn)代工程中應用十分廣泛，很多工程因為沒有考慮共振效應而失敗，造成經(jīng)濟上的損失和人員上的傷亡。因此，其研究價值不言而喻。

工業(yè)和運輸業(yè)中廣泛采用機器作原動力，機械振動的危害越發(fā)嚴重，振動控制要求日益迫切。汽輪機、水輪機和電機等動力機械，汽車、火車、船舶和飛機等交通運輸工具，以及工作母機、礦山機械和工程機械等，都沿著高速重載方向發(fā)展，其振動也日益強烈。精密機床和精密加工技術的發(fā)展中，如果離開嚴格隔振的平靜環(huán)境，工作就不正常，無法達到預期的精度目標。材料工業(yè)和建筑工業(yè)的發(fā)展中，廣泛采用高強度的建筑材料，建筑高度不斷攀升使得建筑受風載激勵后振幅達幾米之大，難以滿足舒適和安全要求，倘不能減振，此類高樓就無法繼續(xù)發(fā)展下去。飛機、導彈、坦克、戰(zhàn)車通常在最為惡劣的環(huán)境中工作。因此，軍工部門對減振環(huán)節(jié)的要求也日漸增多。尤其是如今的精確打擊方向的研究，更需要減振理論的支持。

無論是民用工業(yè)還是軍事工業(yè)，其產品性能都與減振技術密切相關。產品性能又決定了企業(yè)的利潤效益。因此，關于振動控制的研究永不過時 。

顆粒調諧質量阻尼系統(tǒng)是對顆粒阻尼和調諧質量阻尼有機結合的新型阻尼系統(tǒng)，既能有效拓寬調諧質量阻尼的減振頻帶、提高減振效率和耐久性，又為顆粒阻尼的結構工程應用提供了實現(xiàn)途徑。本課題將探索該新型阻尼系統(tǒng)的減振機理及應用于建筑結構振動控制的效果。通過振動臺和風洞模型試驗，以及相應的數(shù)值理論分析，總結減振規(guī)律，揭示工作機理和物理本質，著重考察對于地震和風振的振動控制效果；建立建筑結構附加該阻尼系統(tǒng)的精細離散元模型和等效簡化算法，進行參數(shù)敏感性分析及優(yōu)化分析；提出合理的設計方法，明確相應的核心技術、設計流程、構造、制作、安裝和測試要求，并用于指導工程實踐。深入開展該組合減振技術的理論和試驗研究，有助于透徹理解該類非線性系統(tǒng)的減振機理，對于提出一種新的建筑結構被動控制技術的解決方案具有重要的理論和工程意義。

硬涂層阻尼減振是一種適用于動力裝備工作環(huán)境的、可有效抑制薄殼構件振動超標的一種新興的減振措施。由于對硬涂層的阻尼減振機理認識不清，嚴重限制了該項減振措施在薄殼類構件減振設計中的推廣應用。本項目，以可有效模擬動力裝備中常見薄殼構件的薄板以及圓柱殼為研究對象，圍繞薄殼構件硬涂層阻尼減振機理和相關振動測試方法開展研究，具體包括：薄殼構件-硬涂層復合結構非線性阻尼表征、確定硬涂層材料非線性本構模型、用力學模型描述薄殼構件-硬涂層復合結構的非線性動力學機理和分析硬涂層對復合結構振動參數(shù)的影響規(guī)律等研究內容。通過本項目的研究，將從宏觀振動學角度揭示硬涂層阻尼減振的動力學機理以及初步建立起滿足薄殼構件硬涂層阻尼減振設計需要的振動測試、復合結構動力學分析的方法體系。最終為硬涂層減振技術在動力裝備中的薄殼構件上推廣應用提供技術支持。