牛健
- 作品数：8 被引量：47H指数：4
- 供职机构：大连理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学一般工业技术金属学及工艺更多>>
- 基于SMA的风机塔架结构风致振动控制研究被引量：10
- 2016年
- 随着风力发电机塔架高度的增加及叶片尺寸的增大,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。构建了双线性SMA滞回模型,并集成到Abaqus软件中。以功率1.5 MW的大型风力发电机塔架为例,建立了SMA-风机塔架结构整体分析有限元模型,对其动力性能进行了研究,并做了风荷载响应及振动控制分析。结果表明,与无控状态时相比,装有SMA耗能装置的塔架顶层最大位移和加速度分别减小45%和31%,所提出的SMA耗能减振装置能够有效地控制塔架结构的动力响应。
- 阎石于君元牛健王伟
- 关键词：结构振动控制
- 基于形状记忆合金-悬吊质量摆的风电塔架结构减震控制分析
- 2020年
- 目的分析在地震作用下利用形状记忆合金-悬吊质量摆(SMA-SMPD)系统对某风电场44 m高水平轴风电塔架结构进行减震控制的效果.方法利用Matlab软件中的Simulink工具箱,建立一种基于Bouc-Wen模型的风电塔架结构SMA-SMPD系统力学模型和动力方程,利用非线性时程方法分析SMA-SMPD系统对风电塔架结构减震控制效果,并与普通悬吊质量摆(SMPD)减震效果进行对比分析.结果以Kobe地震作用为例,SMPD控制下的风电塔架结构体系顶部位移、加速度峰值减振率分别为14.75%和13.94%,SMA-SMPD控制下的风电塔架结构体系顶部位移、加速度峰值减振率分别为29.23%和23.58%,SMA-SMPD系统减震效果明显优于SMPD系统.结论SMA-SMPD系统的震动控制能力明显强于SMPD系统,且能够有效地抑制风电塔架结构的不良振动.
- 牛健牛健常洪源
- 关键词：形状记忆合金减振控制
- 风力发电机塔架结构减振控制研究综述被引量：25
- 2016年
- 风能作为一种清洁可再生能源受到世界各国广泛关注。我国风力发电的大规模发展与集中式建设趋势,决定了风力发电机具有更高的单机容量和更大的单机尺寸。由于环境的特殊性,高耸支撑塔架在风荷载、地震以及海浪等作用下将产生显著的动力响应和大幅变形,甚至可能发生疲劳、屈曲、倾斜或倾覆等事故,采用振动控制方法可有效降低事故发生的概率。因此,对风力发电机塔架结构的振动控制研究应引起足够重视。综述了风力发电机塔架的结构形式、分类和特点,分析了其所承受的主要荷载情况,回顾了我国对其减振控制的研究现状,总结了目前相关减振装置所取得的研究成果,提出了其减振控制存在的主要问题及未来研究趋势。
- 阎石牛健于君元王伟
- 关键词：风力发电机塔架结构风致响应地震响应减振装置
- 新型SMA--SMP阻尼装置对风电塔结构的减震研究
- 风电塔结构为了最大限度地利用风能而朝着大型化发展，它作为一种高耸柔性结构，除了承受自身运转的振动外，还要受到更加严酷的外部环境荷载的影响。风电产业的爆发式增长态势导致风电塔已难以避开地震区，地震作用同样对其影响强烈。因此...
- 牛健
- 关键词：减震控制
- 一种新型变形可恢复SMA阻尼器力学性能的研究被引量：4
- 2020年
- 利用形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称“SMA”)丝材的超弹性与复位弹簧特性,开发出一种新型变形可恢复SMA阻尼器,以增强其变形可恢复的能力。同时,为了解决SMA丝材在实际工程中锚固难的问题,提出了一种新型可调节夹具,不仅解决了SMA丝材的不易锚固问题,而且增强了调节预应变的能力。对所提出的新型SMA阻尼器进行了循环加载试验研究和数值仿真分析,探讨不同加载频率及位移幅值对其力学性能的影响,建立了恢复力模型。结果表明:新型SMA阻尼器在循环荷载作用下滞回性能稳定,具有良好的耗能性能;内置弹簧对新型SMA阻尼器变形可恢复能力有较大帮助。基于所建立恢复力模型的数值模拟结果与试验结果符合情况很好,验证了阻尼器恢复力力模型的正确性。
- 阎石蒋欣欣杜长虹牛健
- 关键词：形状记忆合金阻尼器超弹性耗能性能
- 基于形状记忆合金-悬吊质量摆减振系统的结构地震响应分析被引量：4
- 2020年
- 针对风电塔架结构内部有限的空间,设计一种新型减振系统。基于悬吊质量摆减振原理,利用形状记忆合金(SMA)的超弹性特性,将SMA丝与弹簧叠加成SMA阻尼器后并与悬吊质量摆复合,设计了一种形状记忆合金-悬吊质量摆阻尼器(SMA-SMPD)系统。研究了细部构造、减振原理和参数影响,并利用Matlab软件对单自由度体系在不同地震作用下的动力响应进行了数值模拟。结果表明:所设计的刚度和质量可调的SMA-SMPD是有效的。与结构受控频率相调时,将结构振动能量集中转换到SMA-SMPD上,可耗散结构振动能量,减震率可达30%~40%,且整体性能稳定,对结构动力响应控制效果显著。
- 牛健牛健
- 关键词：力学模型地震响应分析
- 铁基形状记忆合金混凝土框架节点可恢复变形性能分析被引量：5
- 2020年
- 罕遇地震作用下混凝土框架梁柱节点残余变形的不断累积是造成其破坏的主要原因之一,如何减小动力循环荷载作用下节点的残余变形,提升其可恢复变形能力具有重要的意义。利用超弹性铁基形状记忆合金(SMA)代替普通钢筋,不仅可使节点具有较大延性,还能保持较高耗能和可恢复变形能力。为了系统地分析新型节点的地震可恢复变形性能,利用OpenSEES系统平台建立一种相关节点的有限元模型,数值模拟普通配筋节点和铁基SMA筋节点模型在拟静力荷载作用下的内力和变形规律,并与试验结果进行比较;进一步分析了新型节点不同轴压比等参数下滞回性能,得到了极限承载力、刚度、阻尼、残余变形等变化规律,明确了可恢复变形性能。结果表明:所建立的模型能较好地反映新型节点的滞回性能和可恢复变形性能的变化规律,所提出SMA混凝土节点具有更好的抗震性能和可恢复地震变形能力,残余变形减小50%左右。
- 阎石杜长虹肖正峰蒋欣欣牛健
- 关键词：超弹性
- 基于风电塔架结构的智能材料耗能阻尼器研究被引量：2
- 2020年
- 为了降低受强风、地震和海浪等外部环境荷载作用的高耸风电塔架结构振动响应,针对风电塔架结构内部有限的空间,设计了一种形状记忆合金-悬吊质量摆智能减振系统。在研究其细部构造和工作原理的基础上,利用Matlab中Simulink工具创建了基于Bouc-Wen滞回模型的形状记忆合金-悬吊质量摆减振系统力学模型,通过输入正弦激励信号进行了非线性仿真分析,研究了不同参数取值对形状记忆合金-悬吊质量摆减振系统力学模型的影响,并与试验结果进行了对比。结果表明,形状记忆合金以其独特的超弹性、高阻尼、可恢复大变形等性能在结构智能振动控制领域中具有广阔的应用前景。
- 阎石牛健
- 关键词：形状记忆合金
