提出考虑阻尼器布置与阻尼器参数同步优化的高层建筑结构随机最优控制方法。为有效地寻找每个序列工况的阻尼器最优拓扑和阻尼器最优参数,分别定义了基于超越概率的层可控指标梯度最小准则和能量均衡最优准则。上述控制准则内蕴了系统安全性、系统服务性、系统舒适性、阻尼器工作性以及它们之间的均衡。以随机地震动作用下十层剪切型框架结构的黏滞阻尼器最优控制为例进行分析,结果表明,采用该方法可以以最小的投资获得最大的控制效益,受控后结构反应沿层分布较受控前更均匀、能达到所期望的结构性态。

根据能量保守原理,将微观粒子运动的动能等效成宏观动态屈服的应变能,建立内秉悬浮粒子运动涨落的磁流变液剪切应力的随机多尺度模型.分析表明,悬浮粒子初始随机条件和Brownian运动,以及剪切应变加载过程中,链簇反复断裂、重组的先后次序和数目不均匀,导致系统宏观屈服性态的非线性涨落和随机涨落;同时,微观运动涨落在体积平均过程中被严重弱化,宏观随机涨落相对不明显.拟合Bingham剪变率本构模型则进一步表明,外加场强对宏观屈服性态的变异性有一定程度的影响,磁流变液装置设计中应该考虑物理参数的随机性.

仿真分析了磁场和剪切场作用下双分散、单分散磁流变液的微观结构演化,从4个方面考察了磁流变液悬浮性态:微观结构相变,链长分布,聚合结构各向异性和悬浮粒子运动涨落。结果表明,在磁场作用下,场强幅值越高,相态迁移的时间越短、簇-墙相越明显;在低磁场时,双分散悬浮较单分散悬浮容易形成长链,而在中、高磁场时,单分散悬浮却较双分散悬浮容易形成长链;磁极粒子具有智能特性,在无剪切场作用下总是寻找最易形成墙的方向排列成簇,而在稳态剪切作用下沿流场方向形成通长墙相以抑制流场的输运;外加磁场有助于减小悬浮粒子的运动涨落,但在剪切场的引导作用下,磁场强度的变化对悬浮粒子运动涨落无明显影响。

磁流变液优异的力学性能与高效的可控性能使其成为具有广阔应用前景的一类新型智能材料。针对磁流变液宏观力学性能与其微观结构行为的密切相关性,本工作采用分子动力学仿真软件LAMMPS开展了不同磁场强度和颗粒体积率下磁流变液的微观结构演化模拟,并在此基础上分析了磁流变液的宏观力学性能;进而通过对不同磁场强度、不同颗粒体积率和不同剪应变下磁流变液模拟微观结构的定性观察与定量分析,深入剖析了磁流变液微观结构的演化规律与链簇倾角的统计特性。本工作为进一步揭示磁流变液微观机理与宏观力学性能相关性、开展磁流变液材料及其组成构件的设计优化提供关键理论基础。