[发明专利]一种圆壳结构智能减振系统及方法有效
申请号: | 202211011159.4 | 申请日: | 2022-08-23 |
公开(公告)号: | CN115217235B | 公开(公告)日: | 2023-07-21 |
发明(设计)人: | 涂建维;王琳 | 申请(专利权)人: | 武汉理工大学 |
主分类号: | E04B1/98 | 分类号: | E04B1/98;E04H9/02 |
代理公司: | 北京中索知识产权代理有限公司 11640 | 代理人: | 苑晨硕 |
地址: | 430070 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 结构 智能 系统 方法 | ||
本发明提供了一种圆壳结构智能减振系统,包括:圆壳结构和控制组件;所述控制组件包括拉索、驱动器、传感器和控制器;所述传感器设置在所述圆壳结构上;所述拉索环箍设置在所述圆壳结构上;所述驱动器与所述拉索相连;所述控制器接收所述传感器传递的信息并产生相应的控制信号;所述驱动器接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述拉索箍紧或放松。本发明的圆壳结构智能减振系统通过将拉索环箍于圆壳结构,利用传感器获取结构的振动信息以及外部荷载信息,通过控制器给驱动器施加信号,以改变环箍拉索对圆壳结构的紧箍力,从而实现对圆壳结构的减振控制。
技术领域
本发明涉及结构工程及智能控制领域,具体而言,涉及一种圆壳结构智能减振系统及方法。
背景技术
圆壳结构广泛应用于各种工程领域,主要涉及土木工程、海洋工程、航空航天工程以及化学工业等前沿领域。圆壳结构在其使用寿命期间可能会遭受风荷载、水流荷载以及其他复杂面荷载作用下产生过度振动问题,过度的振动不仅会导致工作人员的极度不舒适,还会降低结构的寿命,甚至严重时会导致结构及其构件的破坏,从而导致人员伤亡和经济损失。
长久以来,学者们对于圆壳结构在复杂荷载作用下的过度振动一直备受关注,并针对该问题进行了研究,但是很多学者在进行改善圆壳结构在复杂荷载作用下的振动的相关研究时,均从圆壳结构自身出发,通过改变结构的使用材料增加结构的刚度以及增设加劲横纵肋等方法来减小结构的振动,减振效果不是很理想。
对于拉索在结构减振技术中的研究和应用十分广泛,但其控制对象多数集中传统的桁架、高柔的悬臂结构等,但鲜有学者提出将拉索运用于圆壳结构及其扩展结构进行减振控制。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种圆壳结构智能减振系统,该减振系统通过将拉索环箍于圆壳结构,利用传感器获取结构的振动信息以及外部荷载信息,通过控制器给驱动器施加信号,以改变环箍拉索对圆壳结构的紧箍力,从而实现对圆壳结构的减振控制,解决上述背景技术中存在的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种智能减振方法,该方法通过智能控制模型对结构进行分析,并根据传感器获取的结构的振动信息以及外部荷载信息产生控制信号,通过驱动器改变环箍拉索对圆壳结构的紧箍力,实现了对圆壳结构的减振控制。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
本发明提供了一种圆壳结构智能减振系统,包括:圆壳结构和控制组件;所述控制组件包括拉索、驱动器、传感器和控制器;所述传感器设置在所述圆壳结构上;所述拉索环箍设置在所述圆壳结构上;所述驱动器与所述拉索相连;所述控制器接收所述传感器传递的信息并产生相应的控制信号;所述驱动器接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述拉索箍紧或放松。
优选的,所述圆壳结构内侧或外侧沿横截面布置有加强肋板,所述拉索安装在所述加强肋板上。
优选的,所述圆壳结构为圆锥壳体、喇叭形壳体、带肋圆柱壳、带肋圆锥壳体或带肋喇叭形壳体。
优选的,所述驱动器为伺服电机或液压伺服系统。
优选的,所述传感器包括用于获取所述圆壳结构振动信息的加速度传感器和用于获取所述圆壳结构外部荷载信息的压力传感器。
优选的,所述控制器与所述驱动器间设置有功率放大器,所述控制器的控制信号经所述功率放大器放大后传送到所述驱动器中。
本发明还提供了一种上述的圆壳结构智能减振系统的智能减振方法,包括以下步骤:
S1、分析所述圆壳结构在外荷载下的动力特征,将所述拉索安装在动力响应大的位置上;
S2、建立所述拉索的变形与所述拉索施加在所述圆壳结构上荷载的转换关系;
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