[01456285]用于建筑结构的新型形状记忆合金阻尼器的研究与开发

(1)课题来源与背景“用于建筑结构的新型形状记忆合金阻尼器的研究与开发”是河北省建设厅“建设科技研究项目指导性计划”项目。课题编号为：2005-253。形状记忆合金(SMA)具有独特的形状记忆效应和超弹特性，是实施结构振动控制、减小结构震害的理想材料。研究SMA对结构振动的被动控制，具有良好的社会效益和经济效益。(2)技术原理及性能指标①MTS试验测试了超弹性SMA丝力学性能，分析了SMA滞回特性随加载速率的变化，改进了SMA本构模型。②设计了SMA阻尼器。该阻尼器主要由预应变合金丝和非预应变合金丝组成，具有耗能和复位功能。对阻尼器滞回性能进行了理论和试验研究。③通过结构的弹塑性地震时程反应及其能量分析，计算比较了不同功能丝组合下结构响应和阻尼器用丝量。振动台试验验证了阻尼器的功效。④对二元锦标赛遗传算法进行改进：根据Pareto支配关系复制个体，取代了原算法中依据每个子目标选择个体；依据个体间Pareto优于准则，引入约束子目标函数，将约束问题转化为无约束问题，取代了罚函数法。进而对安装有该阻尼器结构进行多目标优化分析。(3)技术的创造性与先进性①提出了能反映加载速率对SMA力学性能影响的改进Lagoudas简化模型。②研制了兼有耗能及复位功能的SMA阻尼器，对阻尼器在结构振动控制中的性价比做出评价。③提出了改进的二元锦标赛遗传算法，改善了多目标优化算法的计算效率和效果，并对安装有该阻尼器结构进行了多目标优化分析。(4)技术的成熟程度、适用范围、应用情况及存在的问题：该研究成果适用于土木结构防灾减灾工程中。用于房屋、桥梁等新建结构及旧结构加固改造中，可改善结构的动力特性，减小结构在地震中的危害，具有很好的应用前景。该研究成果已用于沧州市第二建筑安装工程有限公司新建职工宿舍楼的建设中和中国化学工程第十三建设公司办公楼加固改造中。进一步研究应对复杂加载路径及高频荷载下超弹性SMA进行力学试验，在该基础上改进SMA本构模型。并对改进二元锦标赛遗传算法的鲁棒性进行研究。