摘要
橋梁車(chē)振是橋梁運(yùn)行中的重點(diǎn)問(wèn)題。當(dāng)列車(chē)通過(guò)橋梁時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)不僅承
受靜力作用，還要承受移動(dòng)荷載以及橋梁和車(chē)輛的振動(dòng)慣性力的作用。車(chē)輛運(yùn)
行速度越高，安全問(wèn)題越顯突出，既要保證高速列車(chē)在橋上運(yùn)行時(shí)的安全性，
又要保證列車(chē)乘坐的舒適度。因此很有必要對(duì)橋梁振動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行深入的研
究。
近年來(lái)，壓電材料作為一種新型的智能材料，以其良好的材料特性，在結(jié)
構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文的研究工作安排為如下六章:
第一章.在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述壓電材料的特性以及壓電材料
的工程應(yīng)用，尤其是在土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，介紹了本文的主要
研究工作。
第二章.分析壓電材料的力學(xué)和電學(xué)性能。對(duì)其作動(dòng)能力和傳感能力進(jìn)行
了分析，得到了梁結(jié)構(gòu)中壓電材料的壓電作動(dòng)彎矩方程和壓電傳感方程。
第三章.通過(guò)對(duì)埋入梁結(jié)構(gòu)中壓電材料的壓電作動(dòng)力矩方程進(jìn)行分析，推
導(dǎo)出壓電材料埋入板梁結(jié)構(gòu)及T型梁結(jié)構(gòu)時(shí)其最優(yōu)埋入深度和壓電材料最優(yōu)厚
度的顯式表達(dá)式，由此推導(dǎo)了深度和厚度的理想取值，并結(jié)合實(shí)際情況分析了
最優(yōu)取值。
第四章.橋梁振動(dòng)系統(tǒng)建模。系統(tǒng)地介紹了車(chē)橋動(dòng)力系統(tǒng)建模的演變過(guò)程，
從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，建立了簡(jiǎn)支橋梁在移動(dòng)簡(jiǎn)諧荷載作用下的橋梁振動(dòng)方程，闡述
了動(dòng)力反應(yīng)的時(shí)程分析方法。
第五章.算例分析。提出一種新的裝置，把壓電智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用于橋梁的振
動(dòng)控制中來(lái)減小橋梁的豎向振動(dòng)。振動(dòng)控制設(shè)計(jì)中控制策略直接決定著控制效
果，本文采用了線性二次型最優(yōu)化(LQR)算法用于控制橋梁的振動(dòng)。通過(guò)算
例分析橋梁在移動(dòng)荷載作用下的振動(dòng)控制效果，驗(yàn)證了此方法控制橋梁振動(dòng)的
可行性。
第六章.全文工作的總結(jié)及展望。
關(guān)鍵詞;壓電智能結(jié)構(gòu)，壓電材料，橋梁振動(dòng)，振動(dòng)控制
第1章緒論.”.”””””.”“”””“”“”“.”””.”””””””””””“””“”””
1.1論文選題的意義及課題來(lái)源...................……，……，…，二，.，.……
1.2結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究現(xiàn)狀...............……，................·················
1.2.1主動(dòng)控制....................................................................
1.2.2半主動(dòng)控制................................................................
1.2.3智能控制....................................................................
1.2.4混合控制....................................................................
1.3壓電智能結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展及其在土木工程中的應(yīng)用......
1.3.1弓}言..........................................................................
1.3.2智能結(jié)構(gòu)及壓電類(lèi)智能材料..……，.........................
1.3.3壓電智能結(jié)構(gòu)的組成及其在結(jié)構(gòu)控制中的應(yīng)用，…
1.3.4壓電智能結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)控制中的應(yīng)用......................
1.3.5在土木工程中的應(yīng)用...............................................·
1.4本文的主要研究工作....................................··....·················
第2章壓電材料及壓電智能結(jié)構(gòu)分析.“””””””””””””””””””..””
2.1弓}言....................……，............................................................
2.2壓電方程及壓電常數(shù)....................................................········
2.3壓電材料.”.”.”””“”””.”..“.””””.””“””“””“””””“”“”””””
2.4埋入壓電材料的梁結(jié)構(gòu).......................................................
2.4.1壓電梁結(jié)構(gòu)中的壓電傳感器分析.............................
2.4.2壓電梁結(jié)構(gòu)中的作動(dòng)器分析及示例.........................
2.5本章小結(jié)............................................................……，............
第3章壓電材料厚度和埋入深度優(yōu)化研究.””””..“”””””.””“”“””
3.1弓I言.......................................................................................
3.2板梁的優(yōu)化分析.”“””“.”“”二”“”..”.”””“““”””..“”“”..”·”
3.3T型梁的優(yōu)化分析...................................................·.·············
3.3.IT型梁的慣性矩.......................................................·····
3.3.2優(yōu)化分析.”””””.”””””.“”.“”““:.”….””“”“””..”””“
武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
3.4優(yōu)化結(jié)果及說(shuō)明、.“““””””“””””““””””..“””””“”“”””““”
3.5本章小結(jié).””””.“.“””.””.”“”.””:.““””..“”””””:.”””“““””
第4章簡(jiǎn)支梁橋車(chē)輛振動(dòng)分析理論.”..“”””:.”“”“”.““”””““”.”
4.1引言.”“”””””“.“””””““.””””:.””””“.”””.“““”“”“””””“
4.2車(chē)橋動(dòng)力模型二“””.””…”“”””二““””..“““””..”””””..””””
4.3簡(jiǎn)支梁在移動(dòng)簡(jiǎn)諧力作用下的振動(dòng).”“””””二““”””.“””””
4.4動(dòng)力反應(yīng)的時(shí)程分析方法.”“.”..”“.””””“”“”””..““”.“””
4.5小結(jié).”””””:.”“.””.““.“”.””””.””:.“””””““”””””””.““””
第5章控制策略及算例分析.“”“””““”..””.””””.“”..””““”””““””
5.1結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制算法.”“””””””””二””””””””””.””””..
5.2算例分析及系統(tǒng)建模二“”””.””.””“.“”””..“”””””””””””:.
5.3線性二次型最優(yōu)控制器.”“.““““.””””””””””””””“””““””
5.4控制效果比較.””.“”“”““””.””“”.”“”.’””“””“““”..””“””“
5.4.1橋梁的振動(dòng)特性....................