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實時耦聯動力試驗的大規模數值模擬研究與應用(簡體書)
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商品簡介

目次

本書系統闡述了實時耦聯動力試驗方法(RTHS)的基本原理與研究現狀,以及基於清華大學實時耦聯動力試驗系統開展的一系列創新性理論研究與試驗應用成果。
全書分為8章,包括緒論、基於雙目標機的RTHS系統構建及驗證、多自由度RTHS系統的時滯穩定性分析、不同數值積分算法的時滯穩定性和精度分析、調諧液柱阻尼器的減震性能研究、調諧液柱阻尼器在高層結構減震中的應用試驗、調諧液體阻尼器關鍵問題研究、結論與展望。
本書可供結構抗震領域科研技術人員參考,也可作為水利工程、土木工程及相關專業師生的參考書。
目錄
第1章緒論
1.1工程背景與研究意義
1.2實時耦聯動力試驗技術
1.2.1傳統動力試驗方法
1.2.2實時耦聯動力試驗
1.3實時耦聯動力試驗研究進展
1.3.1試驗系統的發展
1.3.2數值積分算法
1.3.3時滯及時滯補償算法
1.3.4時滯穩定性分析
1.3.5非線性數值子結構的求解
1.3.6試驗應用
1.4調諧液柱阻尼器
1.4.1數值與試驗研究
1.4.2工程應用
1.5本書的主要工作與創新點
1.5.1本書的主要工作
1.5.2本書的創新點

第2章基於雙目標機的RTHS系統構建及驗證
2.1引論
2.2清華大學RTHS系統
2.3雙目標機RTHS系統構建
2.3.1數值子結構計算的任務分解策略及應用
2.3.2位移外插及內插策略
2.4雙目標機RTHS系統的數值驗證
2.4.1計算精度
2.4.2計算能力
2.5雙目標機RTHS系統的試驗驗證
2.5.1單層鋼架有限元地基模型
2.5.2試驗結果
2.6基於雙顯式數值積分算法的時滯補償法
2.6.1雙目標機RTHS系統中的反饋力協調性問題
2.6.2補償算法的提出及特性分析
2.6.3數值算例驗證
2.6.4RTHS試驗驗證
2.7本章小結

第3章多自由度RTHS系統的時滯穩定性分析
3.1引論
3.2基於離散根軌跡法的時滯穩定性分析模型
3.2.1離散根軌跡法
3.2.2多自由度RTHS系統時滯穩定性分析模型
3.3兩自由度結構的RTHS系統時滯穩定性分析
3.3.1失穩機理分析
3.3.2參數影響分析
3.3.3考慮不同時滯補償算法的穩定性分析
3.4時滯穩定性的RTHS驗證
3.4.1考慮有限元數值子結構及單源時滯
3.4.2考慮有限元數值子結構及多源時滯
3.5本章小結

第4章不同數值積分算法的時滯穩定性和精度分析
4.1引論
4.2不同數值積分算法在RTHS系統中的特性變化
4.2.1典型數值積分算法簡介
4.2.2理論分析
4.3數值算法的時滯穩定性分析
4.3.1純時滯條件下的時滯穩定性分析
4.3.2考慮時滯補償的時滯穩定性分析
4.4數值算法的時滯精度分析
4.4.1基於數值模擬的精度分析
4.4.2基於離散根軌跡的精度分析
4.5數值算法時滯穩定性和精度的RTHS驗證
4.6本章小結

第5章調諧液柱阻尼器的減震性能研究
5.1引論
5.2TLCD減震機理
5.2.1單自由度結構TLCD系統動力方程
5.2.2參數影響分析
5.3TLCD減震控制的RTHS驗證
5.3.1試驗思路
5.3.2試驗模型
5.3.3結構TLCD系統的穩定性分析
5.3.4基於RTHS的TLCD減震試驗
5.4基於RTHS的TLCD參數影響分析
5.4.1質量比
5.4.2結構阻尼比
5.4.3結構剛度變化
5.4.4地震加速度峰值
5.5MTLCD用於單自由度鋼架的減震控制
5.6本章小結

第6章調諧液柱阻尼器在高層結構減震中的應用試驗
6.1引論
6.2多自由度結構TLCD系統動力方程
6.2.1多自由度結構STLCD系統
6.2.2多自由度結構MTLCD系統
6.3足尺TLCD結構地基系統的RTHS試驗方法
6.4試驗模型
6.4.1九層Benchmark鋼結構
6.4.2足尺TLCD模型
6.5STLCD控制的RTHS試驗
6.5.1STLCD動力特性
6.5.2試驗結果及分析
6.6MTLCD控制的RTHS試驗
6.6.1MTLCD控制一階振型響應
6.6.2MTLCD控制多階振型響應
6.7考慮結構地基相互作用的RTHSTLCD試驗
6.7.1試驗框架
6.7.2考慮有限地基SSI效應
6.7.3考慮半無限地基SSI效應
6.8本章小結

第7章調諧液體阻尼器關鍵問題研究
7.1引論
7.2基於RTHS的TLD非線性剛度阻尼模型驗證
7.2.1非線性剛度阻尼模型
7.2.2RTHS試驗驗證
7.3TLD幾何尺寸效應影響研究
7.3.1考慮幾何尺寸效應的試驗結果
7.3.2考慮質量比尺的試驗結果
7.4TLD與TLCD減震效果對比
7.4.1試驗模型
7.4.2試驗結果
7.5本章小結

第8章結論與展望
8.1主要研究成果和結論
8.2研究展望

參考文獻在學期間發表的學術論文與研究成果致謝Contents實時耦聯動力試驗的大規模數值模擬研究與應用
Contents
Chapter 1Introduction
1.1Background and Research Significance
1.2RealTime Hybrid Simulation Technique
1.2.1Traditional Structural Dynamic Experiments
1.2.2RealTime Hybrid Similation
1.3Review of RealTime Hybrid Simulation
1.3.1Development of Experimental System
1.3.2Numerical Algorithms
1.3.3Time Delay and Compensation Methods
1.3.4DelayDependent Stability Analysis
1.3.5Nonlinear Numerical Substructure
1.3.6Application
1.4Tuned Liquid Column Damper
1.4.1Numerical and Experimental Study
1.4.2Practical Application
1.5Research Content and Highlight
1.5.1Research Content
1.5.2Highlight

Chapter 2Construction and Verification of RTHS System Based on Dual
Target Computers
2.1Introduction
2.2RTHS System in Tsinghua University
2.3Construction of RTHS System Based on Dual Target
Computers
2.3.1Task Splitting Strategy in Numerical Substructure
Analysis
2.3.2Displacement Extrapolation and Interpolation
2.4Numerical Verification
2.4.1Computational Accuracy
2.4.2Computational Capability
2.5Experimentional Verification
2.5.1Single FrameFinite Element Foundation Model
2.5.2Experimental Results
2.6Time Delay Compensation Method Based on Guiλ
Algorithn
2.6.1Incoordination between the Real and Desired
Feedback Forces
2.6.2The Proposed Time Delay Compensation Method
and Its Characteristics
2.6.3Numerical Verification
2.6.4RTHS Verification
2.7Summary

Chapter 3DelayDependent Stability Analysis of MDOFRTHS System
3.1Introduction
3.2Theoretical Model for Stability Analysis Based on
DiscreteTime Root Locus Technique
3.2.1DiscreteTime Root Locus Technique
3.2.2The Construction of Stability Analysis Model for
MDOFRTHS System
3.3DelayDependent Stability Analysis of 2 DOFs RTHS
System
3.3.1Instability Mechanism Analysis
3.3.2Parameter Impact Analysis
3.3.3Stability Analysis Considering Different TimeDelay
Compensation Methods
3.4RTHS Verification
3.4.1Finite Element Numerical Substructure with Single
Delay Source
3.4.2Finite Element Numerical Substructure with Multiple
Delay Source
3.5SummaryChapter 4Stability and Accuracy Investigation of Different Integration
Algorithms
4.1Introduction
4.2Characteristics of Different Integration Algorithms in RTHS
System
4.2.1Brief Introduction of CommonlyUsed Integration
Algorithms
4.2.2Theoretical Analysis
4.3DelayDependent Stability Analysis of Integration
Algorithms
4.3.1Consideration of Pure Time Delay
4.3.2Consideration of Time Delay Compensation
4.4DelayDependent Accuarcy Analysis of Integration
Algorithms
4.4.1Accuarcy Analysis Based on Numerical Simulation
4.4.2Accuarcy Analysis Based on DiscreteTime Root
Locus Technique
4.5RTHS Verification
4.6Summary

Chapter 5Seismic Performance Analysis of Tuned Liquid Column
Damper
5.1Introduction
5.2Absorption Principle of TLCD
5.2.1Dynamic Equation of SDOF StructureTLCD
System
5.2.2Parametic Analysis
5.3RTHS Verfication of Control Effect of TLCD
5.3.1Experimental Method
5.3.2Experimental Model
5.3.3Stability Analysis of StructureTLCD System
5.3.4RTHS of StructureTLCD System
5.4Parametic Analysis of TLCD Based on RTHS
5.4.1Mass Ratio
5.4.2Structural Damping Ratio
5.4.3Structural Stiffness
5.4.4Peak Ground Acceleration
5.5Application of Applying MTLCD to Control SDOF Frame
5.6Summary

Chapter 6Experimental Study of Dynamic Response of HighRise
Structure under TLCD Control
6.1Introduction
6.2Dynamic Equation of MDOF StructureTLCD System
6.2.1MDOF StructureSTLCD System
6.2.2MDOF StructureMTLCD System
6.3RTHS Method of FullScale TLCDStructureFoundation
System
6.4Experimental Model
6.4.1NineStory Benchmark Steel Structure
6.4.2FullScale TLCD Model
6.5RTHS of STLCD
6.5.1Dynamic Characteristic of STLCD
6.5.2Expeimental Results
6.6RTHS of MTLCD
6.6.1Using MTLCD Control the FirstOrder Modal
Response
6.6.2Using MTLCD Control the MultiOrder Modal
Response
6.7RTHSTLCD Considering SoilStructure Interaction
6.7.1Experimental Framework
6.7.2Considering SSI in Finite Foundation
6.7.3Considering SSI in SemiInfinite Foundation
6.8Summary

Chapter 7Key Issue Study of Tuned Liquid Damper
7.1Introduction
7.2RTHS Verfication of Nonlinear StiffnessDamping Model
for TLD
7.2.1Nonlinear StiffnessDamping Model
7.2.2RTHS Verification
7.3Investigation of Size Effect of TLD
7.3.1Experiment Considering Size Effect
7.3.2Experiment Considering Mass Ratio Effect
7.4Comparison of Control Effect Between TLD and TLCD
7.4.1Experimental Model
7.4.2Experimental Results
7.5Summary

Chapter 8Conclusion and Prospect
8.1The Main Research Result and Conclusion
8.2Prospect

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