Thesis /

ROMDOC-THESIS-2016-526

Contribuţii la studiul comportării dinamice a sistemelor cu caracteristici de tip histeretic

Mitu, Ana-Maria
2010-04-16

Abstract: CONTRIBUŢII LA STUDIUL COMPORTĂRII DINAMICE A SISTEMELOR CU CARACTERISTICI DE TIP HISTERETIC Autor: Mat. Ana-Maria MITU Conducător ştiinţific: Prof. Dr. mat. Tudor SIRETEANU Abstract Teza de doctorat are drept scop modelarea matematică a comportarii dinamice a sistemelor cu caracteristici de tip histeretic. Primul capitol cuprinde o scurtă incursiune în istoria histerezisului. Capitolul 2 conţine o sinteză a modelelor matematice utilizate în literatura de specialitate pentru descrierea curbelor histeretice, insistând asupra importanţei utilizării modelelor curbilineare. Tot aici se analizează modul în care parametrii modelului diferenţial Bouc-Wen influenţează forma şi amplitudinea buclei histeretice şi este dată clasificarea modelelor Bouc-Wen din punct de vedere al stabilităţii de tip BIBO. Rezultatele teoretice din ultima secţiune a acestui capitol asupra stabilităţii soluţiei banale au fost aplicate pentru a verifica stabilitatea unei structuri a cărei comportare dinamică poate fi modelată printr-un sistem cu caracteristică neliniară de tip Bouc- Wen. De regulă, în practică, trebuie determinaţi parametrii modelului Bouc-Wen astfel încât rezultatele obţinute să fie în deplină concordanţă cu datele experimentale. Metoda de identificare prezentată în Capitolul 3 propune scrierea unor relaţiile analitice în scopul determinării parametrilor modelului Bouc-Wen astfel încât curbele prezise şi cele experimentale să treacă prin aceleaşi valori maxime şi aceleaşi puncte de intersecţie cu axele. Capitolul 4 prezintă o metodă de determinare a parametrilor modelului utilizând algoritmii genetici. Tot în acest capitol este propusă o formă extinsă a ecuaţiei Bouc-Wen ce poate descrie curbe histeretice conţinând un punct de inflexiune în zona de încărcare ciclică. Metodele de identificare propuse sunt aplicate în cazul curbelor histeretice obţinute experimental asupra unor dispozitive de protecţie antiseismică utilizate la izolarea la bază a clădirilor sau ca sistem cu contravântuiri. Se obţin astfel ecuaţii neliniare de ordin I ce descriu evoluţia forţelor dezvoltate de un dispozitiv pentru aproape orice tip de încărcare. În Capitolul 5 toate aceste ecuaţii sunt adăugate sistemului general de ecuaţii de mişcare ale unei clădiri protejate cu ajutorul unor astfel de dispozitive. Se obţin astfel sisteme complexe ce descriu comportarea dinamică a structurilor cu caracteristici de tip histeretic pe baza cărora este investigată eficienţa protecţiei antiseismice cu izolare la bază şi contravântuiri. În Capitolul 6 sunt prezentate două metode de liniarizare bazate pe echivalarea energetică şi sunt comparate răspunsurile sistemelor liniare cu răspunsul sistemului neliniar la o excitaţie de tip seismic pentru a verifica aplicabilitatea metodelor propuse. În Capitolul 7 sunt dezvoltate metode analitice pentru descrierea caracteristicilor histeretice degradabile şi se analizează efectul degradării structurale asupra comportării dinamice a clădirilor. CONTRIBUTIONS TO THE STUDY OF DYNAMIC BEHAVIOUR OF SYSTEMS WITH HYSTERETIC CHARACTERISTICS Author: Mat. Ana-Maria MITU Supervisor: Prof. Dr. mat. Tudor SIRETEANU Abstract The thesis deals with the mathematical modeling of dynamic behavior of systems with hysteretic characteristics. The first chapter contains a short presentation of hysteresis by historical point of view. Chapter 2 reviews hysteresis models from a mathematics and physics perspective, insisting on the accuracy of the curvilinear hysteresis models. Is analyzed also the influence of the Bouc-Wen model parameter on the shape and the amplitude of the hysteretic curves and is given the classification of the BIBO Bouc-Wen models. The theoretical results regarding the stability obtained in the last section of this chapter, were applied to verify the stability of a system with histeretic characteristic of Bouc-Wen type. Usually, in practice, we must find the Bouc-Wen model parameters so that the output of the model matches the given experimental data. The identification method presented in Chapter 3 use analytical relationships derived from the Bouc-Wen differential equation to determine the parameters of the model such as the predicted hysteresis curves and the experimental loops to have same absolute values of the maximum force and same coordinates of the loop-axes crossing points. In Chapter 4 an evolutionary genetic algorithm to fit the model to experimental data is presenting. The paper propose also an extension of the classical Bouc-Wen model which can describe hysteretic curves that exhibit an inflexion point within the loading paths of the cyclic testing. The proposed method is illustrated for seismic protection devices used at base isolation systems or for seismic protection by inter-story dissipative bracing. By fitting a Bouc-Wen model type to experimental data, one obtains a single non-linear first order equation which can describe the evolution of force developed by one device for almost any loading pattern. In Chapter 5 all these equations are then added to the system of equations that models the motion of the protected building. Thus, is obtained an enlarged system, which can portray the dynamic behavior of the protected structure. The method efficiency is advocated by the results of its numerical application carried out to investigate the seismic behaviors of a frame structure for three case studies: unprotected, base isolated and protected by dissipative braces. In Chapter 6 are employed two linearization methods based on energetic equivalention. In order to verify the applicability of the proposed method is compared the responses of the nonlinear and obtained linear systems at a seismic input. In Chapter 7 are developed analytical models for describing the hysteretic characteristic with degradation and is analyzed the effect of structural degradation on the dynamic behavior of buildings.

Keyword(s): Sisteme dinamice -- Teză de doctorat ; Sisteme histeretice -- Teză de doctorat ; Protecţie antiseismică -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Notices similaires

 

Les utilisateurs qui ont vu cette page ont aussi vu:

(292)  Optimizarea conceptuală şi operaţională a instalaţiilor chimice multiscop - Voinescu, Sorin - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2003-000000054 (284)  Tehnologiile informării şi comunicării : suport de curs - Curta, Olimpia - ROMDOC-BOOK-2007-005 (280)  Scientific Bulletin Series D: Mechanical engineering - ROMDOC-Journal-2007-004 (277)  Studii electrochimice pe electrozi semiconductoriprocese anodice pe dioxid de staniu : - Cojocaru-Greblea, Anca Elena - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2006-000012098 (275)  Sisteme electronice de control automat a proceselor tehnologice din industria cimentului - Bernea, Florin George - ROMDOC-THESIS-2021-2312

 

Évaluer ce document:

Soyez le premier à noter ce document

Discuter ce document:

Commencer la discussion sur n'importe quel aspect de ce document.