摘要
橋梁車振是橋梁運行中的重點問題。當列車通過橋梁時，橋梁結構不僅承
受靜力作用，還要承受移動荷載以及橋梁和車輛的振動慣性力的作用。車輛運
行速度越高，安全問題越顯突出，既要保證高速列車在橋上運行時的安全性，
又要保證列車乘坐的舒適度。因此很有必要對橋梁振動控制技術進行深入的研
究。
近年來，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
構振動控制領域得到了廣泛應用。本文的研究工作安排為如下六章:
第一章.在查閱了大量文獻的基礎上，綜述壓電材料的特性以及壓電材料
的工程應用，尤其是在土木工程結構振動控制領域的應用，介紹了本文的主要
研究工作。
第二章.分析壓電材料的力學和電學性能。對其作動能力和傳感能力進行
了分析，得到了梁結構中壓電材料的壓電作動彎矩方程和壓電傳感方程。
第三章.通過對埋入梁結構中壓電材料的壓電作動力矩方程進行分析，推
導出壓電材料埋入板梁結構及T型梁結構時其最優(yōu)埋入深度和壓電材料最優(yōu)厚
度的顯式表達式，由此推導了深度和厚度的理想取值，并結合實際情況分析了
最優(yōu)取值。
第四章.橋梁振動系統(tǒng)建模。系統(tǒng)地介紹了車橋動力系統(tǒng)建模的演變過程，
從簡單到復雜，建立了簡支橋梁在移動簡諧荷載作用下的橋梁振動方程，闡述
了動力反應的時程分析方法。
第五章.算例分析。提出一種新的裝置，把壓電智能結構應用于橋梁的振
動控制中來減小橋梁的豎向振動。振動控制設計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。通過算
例分析橋梁在移動荷載作用下的振動控制效果，驗證了此方法控制橋梁振動的
可行性。
第六章.全文工作的總結及展望。
關鍵詞;壓電智能結構，壓電材料，橋梁振動，振動控制
第1章緒論.”.”””””.”“”””“”“”“.”””.”””””””””””“””“”””
1.1論文選題的意義及課題來源...................……，……，…，二，.，.……
1.2結構振動控制研究現(xiàn)狀...............……，................·················
1.2.1主動控制....................................................................
1.2.2半主動控制................................................................
1.2.3智能控制....................................................................
1.2.4混合控制....................................................................
1.3壓電智能結構的研究進展及其在土木工程中的應用......
1.3.1弓}言..........................................................................
1.3.2智能結構及壓電類智能材料..……，.........................
1.3.3壓電智能結構的組成及其在結構控制中的應用，…
1.3.4壓電智能結構在結構控制中的應用......................
1.3.5在土木工程中的應用...............................................·
1.4本文的主要研究工作....................................··....·················
第2章壓電材料及壓電智能結構分析.“””””””””””””””””””..””
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構.......................................................
2.4.1壓電梁結構中的壓電傳感器分析.............................
2.4.2壓電梁結構中的作動器分析及示例.........................
2.5本章小結............................................................……，............
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.”””””.”””””.“”.“”““:.”….””“”“””..”””“
武漢理工大學碩士學位論文
3.4優(yōu)化結果及說明、.“““””””“””””““””””..“””””“”“”””““”
3.5本章小結.””””.“.“””.””.”“”.””:.““””..“”””””:.”””“““””
第4章簡支梁橋車輛振動分析理論.”..“”””:.”“”“”.““”””““”.”
4.1引言.”“”””””“.“””””““.””””:.””””“.”””.“““”“”“””””“
4.2車橋動力模型二“””.””…”“”””二““””..“““””..”””””..””””
4.3簡支梁在移動簡諧力作用下的振動.”“””””二““”””.“””””
4.4動力反應的時程分析方法.”“.”..”“.””””“”“”””..““”.“””
4.5小結.”””””:.”“.””.““.“”.””””.””:.“””””““”””””””.““””
第5章控制策略及算例分析.“”“””““”..””.””””.“”..””““”””““””
5.1結構振動主動控制算法.”“””””””””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橋梁的振動特性....................