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| 內容簡介： |
本书系统地阐述和总结了作者近年来在磁流变智能材料、磁流变阻尼器及设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构等领域的研发、试验和数值仿真的部分研究成果。本书共8章，主要内容包括：工程结构振动控制概述，磁流变液的制备与性能表征，磁流变阻尼器的设计、试验和力学模型，设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能，框架结构的数值建模理论基础，设置磁流变阻尼器结构的动力分析理论基础，设置磁流变阻尼器平面结构的动力响应分析，设置磁流变阻尼器空间结构的动力响应分析实例。
本书可供从事工程力学、结构减震控制、防灾减灾工程等相关领域研究和应用的技术人员阅读，也可供高等院校相关专业的师生参考。
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| 目錄：
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第1章 工程结构振动控制概述 1
1.1 工程结构振动控制方法 1
1.1.1 被动控制 1
1.1.2 主动控制 3
1.1.3 半主动控制 4
1.1.4 混合控制 5
1.2 基于磁流变技术的工程结构减振控制方法 6
1.2.1 磁流变液简介 6
1.2.2 磁流变阻尼器及其力学模型简介 7
1.2.3 设置磁流变阻尼器结构的建模仿真 9
1.2.4 磁流变阻尼器在土木工程中的应用 11
第2章 磁流变液的制备与性能表征 14
2.1 磁流变液的组成与工作模式 14
2.1.1 磁流变液的组成 14
2.1.2 磁流变液的工作模式 15
2.2 磁流变液的制备 16
2.2.1 磁流变液的组分配比 16
2.2.2 磁流变液的制备工艺 18
2.3 磁流变液的性能表征 19
2.3.1 磁流变液的沉降性能 19
2.3.2 磁流变液的力学性能 22
2.4 磁流变液的力学模型 38
2.4.1 Bingham模型 38
2.4.2 Herschel-Bulkley模型 40
2.4.3 其他模型 40
第3章 磁流变阻尼器的设计、试验和力学模型 44
3.1 磁流变阻尼器简介 44
3.2 磁流变阻尼器的优化设计方法 45
3.2.1 多级剪切流动式磁流变阻尼器的设计理论 45
3.2.2 多级剪切流动式磁流变阻尼器的设计方法 46
3.3 磁流变阻尼器的试验和力学特性 52
3.3.1 拟静力作用下直线式磁流变阻尼器的力学特性 52
3.3.2 低周循环下直线式磁流变阻尼器的力学特性 56
3.3.3 拟静力作用下旋转式磁流变阻尼器的力学特性 61
3.3.4 低周循环下旋转式磁流变阻尼器的力学特性 64
3.4 磁流变阻尼器的力学模型 65
第4章 设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能 73
4.1 设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙的抗震性能试验 74
4.1.1 试件概况 74
4.1.2 抗震性能试验 76
4.1.3 抗震性能试验结果分析 81
4.2 设置磁流变阻尼器自复位混凝土柱的抗震性能试验 91
4.2.1 试件概况 91
4.2.2 抗震性能试验 93
4.2.3 抗震性能试验结果分析 99
第5章 框架结构的数值建模理论基础 111
5.1 平面杆系单元 111
5.1.1 一维杆单元 111
5.1.2 二维梁单元 113
5.2 空间梁单元 117
5.3 板壳单元 120
5.3.1 矩形4结点8自由度平面单元 120
5.3.2 矩形板的弯曲 123
5.3.3 壳体单元 127
5.4 单元的坐标变换 128
5.4.1 一维杆单元的坐标变换 128
5.4.2 梁单元的坐标变换 131
5.4.3 壳体单元的坐标变换 133
5.5 整体刚度矩阵的集成 134
5.6 边界约束条件的处理方法 135
5.6.1 消去法 136
5.6.2 划0置1法 136
5.6.3 乘大数法 137
第6章 设置磁流变阻尼器结构的动力分析理论基础 138
6.1 设置阻尼器结构的动力学微分方程 138
6.1.1 结构动力学分析的基本方程 138
6.1.2 结构动力学问题的有限元方程 140
6.2 质量矩阵 142
6.2.1 杆单元的质量矩阵 142
6.2.2 平面梁单元的质量矩阵 143
6.2.3 空间梁单元的质量矩阵 144
6.2.4 平面4结点矩形单元的质量矩阵 145
6.2.5 4结点矩形弯曲板单元的质量矩阵 146
6.2.6 壳体单元的质量矩阵 146
6.3 设置磁流变阻尼器结构的动力响应求解方法 147
6.3.1 动力特性分析 147
6.3.2 时程响应分析 150
6.4 设置磁流变阻尼器结构的半主动控制算法 154
6.4.1 线性二次型调节器控制算法 154
6.4.2 半主动控制策略 157
第7章 设置磁流变阻尼器平面结构的动力响应分析 158
7.1 设置磁流变阻尼器平面层间剪切模型的动力响应分析 158
7.1.1 设置磁流变阻尼器的平面框架层模型 158
7.1.2 层间模型MATLAB编程实例 159
7.2 设置磁流变阻尼器平面杆系模型的动力响应分析 165
7.2.1 设置磁流变阻尼器的平面杆系框架 165
7.2.2 设置磁流变阻尼器的平面杆系框架MATLAB编程实例 166
第8章 设置磁流变阻尼器空间结构的动力响应分析实例 180
8.1 设置磁流变阻尼器的三维钢筋混凝土框架结构 180
8.2 空间杆系模型编程流程和MATLAB程序代码 181
8.3 三维框架模型MATLAB程序验证 198
8.4 未控和设置磁流变阻尼器的三维框架模型地震响应分析MATLAB
程序代码 204
主要参考文献 218
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| 內容試閱：
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磁流变半主动控制技术是结构减振控制的重要内容，它兼具被动控制技术与主动控制技术的优点，既具有被动控制的可靠性，又能限度地接近主动控制的减振效果，尤其是将磁流变阻尼器与自复位混凝土结构结合，不仅能在地震过程中通过持续施加电流增强自复位混凝土结构的耗能能力和减振效果，又能在地震结束后，通过断开磁流变阻尼器的电流消除其对抗震结构残余变形的影响，使自复位混凝土结构快速恢复到原位。 本书的个特色是既介绍磁流变材料、磁流变阻尼器和设置磁流变阻尼器的混凝土结构的理论与试验，又系统、深入地介绍设置磁流变阻尼器的混凝土结构的静力和动力分析理论；本书的第二个特色是利用MATLAB软件平台，通过编程仿真建立未控和磁流变阻尼器有控混凝土结构的平面和空间多维计算模型并进行动力时程分析，帮助读者理解复杂的磁流变半主动控制理论与技术，并掌握基于MATLAB的结构数值编程建模仿真分析方法。 全书共8章，系统地阐述和总结了磁流变材料、磁流变阻尼器、设置磁流变阻尼器自复位混凝土结构的抗震性能，以及设置磁流变阻尼器有控结构的数值建模理论和编程仿真分析方法。第1章简要介绍了被动控制、主动控制和半主动控制等工程结构振动控制方法，同时介绍了磁流变液材料、磁流变阻尼器，以及磁流变阻尼器在土木工程减振控制中的应用。第2章介绍了磁流变液材料的组成、工作模式、制备工艺、力学性能和力学模型等。第3章介绍了磁流变阻尼器的设计方法、拟静力试验和低周反复荷载作用下的力学性能、耗能能力及力学模型。第4章介绍了设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙和柱在拟静力作用下的抗震性能，对比了普通钢筋混凝土剪力墙和柱、自复位混凝土剪力墙和柱、设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙和柱的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性性能、残余变形、残余裂缝宽度和耗能能力等抗震性能特征。第5章介绍了平面杆系单元、空间梁单元、板壳单元、单元坐标变换、整体刚度矩阵集成、边界约束条件的处理等数值建模基础理论。第6章介绍了设置磁流变阻尼器建筑结构的动力学分析理论、各单元的质量矩阵和结构的整体质量矩阵，给出了设置磁流变阻尼器结构的半主动控制算法。第7章基于数值建模分析理论，采用MATLAB软件编程的方法，建立了未控和磁流变阻尼器有控建筑结构的平面模型，并编制了该模型的MATLAB程序。第8章基于第5章和第6章介绍的有限元建模分析理论，采用MATLAB软件编程的方法，建立了未控和磁流变阻尼器有控建筑结构的多维模型，并编制了该模型的MATLAB程序，给出了建筑结构的多维减震和扭转震动控制效果图。 本书由赵军负责制定全书大纲，确定各章节内容，并负责全书的统稿工作。第1章、第4章内容由赵军撰写；3.3节和3.4节、第5～8章由张香成撰写；第2章、3.1节和3.2节由阮晓辉撰写。此外，研究生罗京和王培培参与了第4章设置磁流变阻尼器自复位混凝土剪力墙和柱试验结果的整理工作，在此表示衷心的感谢。 本书研究工作得到了国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项“损伤可控型自恢复减震结构的研发与设计方法”（项目编号：2016YFE0125600）、教育部创新团队发展计划“新型建筑材料与结构”（项目编号：IRT_16R67）和国家自然科学基金项目“基于磁流变多维减振装置的建筑结构减震研究”（项目编号：51408555）等项目的资助，在此表示诚挚的谢意。 由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请专家和读者评阅。任何意见和建议均可通过邮箱zhaoj@zzu.edu.cn发给作者。
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