轴向受载多跨弹性支撑连续梁的模态分析

以轴向受载的多跨连续等截面Bernoulli-Euler梁为研究对象,将多跨连续梁的自由振动转化为单跨梁在支座反力下的受迫振动。采用Laplace变换求解振动微分方程。根据连续梁的边界条件及弹性支撑处的变形相容条件得出频率特征方程。由频率特征方程得出自振频率,及其相应模态。结合数值算例,验证了理论推导与计算程序的正确性。最后分析了在不同边界下,中间弹性支撑刚度对连续梁稳定临界轴压的影响。     

基于反力替代的弹性支撑连续梁桥自由振动

将连续梁桥简化为中间弹性支撑的多跨连续Bernoulli—Euler梁模型,以支座反力替代弹性支撑的连续梁相当系统,采用Laplace正反变换,根据连续梁的边界条件及弹性支撑处的变形相容条件,得出频率特征方程、自振频率及相应模态．结合数值算例,将文章理论推导方法所得结果与有限元法所得结果对比,验证了理论推导与计算程序的正确性;分析了在不同边界下,中间弹性支撑刚度变化时,连续梁各阶频率的变化规律．     

基于转换矩阵法的中间带弹性支撑Rayleigh梁自由振动

以中间带弹性支撑Rayleigh梁模型为基础,采用转换矩阵法,推导得到跨度不同、单位长度质量不同、各跨刚度不同、中间带弹性支承、不同边界条件下Rayleigh连续梁的特征方程。通过算例分析中间弹性支承刚度与边界条件对连续Rayleigh梁模态的影响,给出了Rayleigh梁在不同跨高比和振型阶数下的频率与欧拉梁的差别。     

简谐激励下多跨连续梁振动问题的解析解

本文把多跨连续梁按单跨梁处理，将中间支座反力视为作用在梁上的未知外力，给出简谐激励下多跨连续梁动位移的解析式，同时还给出了自由振动的频率方程和振型函数的统一解析式，比已有的方法更为简单实用。     

基于转换矩阵法的中间带弹性支撑剪切梁模态求解

基于转换矩阵法,根据弹性支承点处的协调条件,推导得到跨度不同、各跨刚度不同、单位长度质量不同、中间带弹性支承、不同边界条件下剪切梁的特征方程,并验证了方法的正确性。基于数值算例,探讨了边界条件对剪切梁模态的影响,给出了剪切梁与欧拉梁的对比分析。     

刚架模态分析的弹性支承梁法

推导了弹性支承梁横向自由振动模态的特征方程，计算了几种不同弹性支承梁的前几阶反映固有频率的无量纲特征值，提出了刚架模态分析的弹性支承梁方法，算例表明，将弹性支承梁法应用于平面刚架弯曲振动模态分析，能取得较好结果。     

简便计算异形截面弹性基础梁的方法

根据文克勒假定，将梁下土的反力用一系列弹簧来代替，则整个梁的求解转化为计算支承在一系列弹簧支座上的连续梁，运用Newmark数值计算原理，根据梁端边界条件建立线性方程组，从而推导出变截面、变刚度、变地基系数的弹性基础梁的内力及位移。     

黏弹性地基上欧拉梁的横向自由振动

研究了黏弹性三参数地基上有限长欧拉梁的横向自由振动.给出了简支边界条件下的频率方程和模态方程,进而推导出模型地基梁的固有频率和模态函数的解析表达式,提供了精确计算任意一阶频率和模态的简便方法.在具体算例中,运用推导出的公式能方便地计算出低阶和高阶频率的精确值,避免了以往数值方法带来的计算误差.同时通过具体算例分析了不同物理参数对黏弹性地基上欧拉梁的振动特性的影响.     

平面刚架横向振动模态分析新方法探讨

研究的主要目的是探讨分析平面刚架在其平面内的弯曲振动模态新方法 ,并提出弹性支承梁法 还试图将其分析的结果同目前流行的一些近似方法 ,如集中质量法、矩阵位移法、模态综合法等进行比较 为此 ,首先推导了弹性支承梁横向自由振动模态的特征方程 ,其推导方法与一般著作上对刚性支承梁的模态分析方法类似 对于刚架的模态分析 ,笔者提出了弹性支承梁方法 ,即取刚架的一部分单元为弹性支承梁 ,而其动刚度系数是其他部分对它的影响 利用动刚度系数相等从而建立起刚架的特征方程 ,进而求出刚架的各阶模态 算例表明 :提出的弹性支承梁方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析取得了较好的结果 将文中提出的弹性支承梁法与准确的有限梁方法和上述几种近似方法作了对比分析 ,表明弹性支承梁法具有准确、简便和计算范围宽的优点     

具脱层复合材料层合梁-板的自由振动分析

基于经典弹性理论,建立了含脱层复合材料层合梁的运动控制方程,研究了脱层复合材料层合梁自由振动频率和振动模态。分析中,对脱层梁结构采用分区处理,同时结合边界条件、内力平衡条件以及位移连续条件,建立了梁模态分析的特征方程。最后利用具体算例,探讨了具脱层梁不同脱层参数、铺设角度下的一、二阶固有频率,并对比分析了不同的脱层深度、脱层长度和脱层位置以及不同的铺设材料对复合材料层合梁模态的影响。     

平面刚架横向振动模态分析新方法探讨

研究的主要目的是探讨分析平面刚架在其平面内的弯曲振动模态新方法，并提出弹性支承梁法。还试图将其分析的结果同目前流行的一些近似方法，如集中质量法、矩阵位移法、模态综合法等进行比较。为此，首先推导出弹性支承梁横向自由振动模态的特征方程，其推导方法与一般著作上对刚性支承梁的模态分析方法类似。对于刚架的模态分析，笔者提出了弹性支承梁方法，即取刚架的一部分单元为弹性支承梁，而其动刚架的各阶模态。算例表明：提出的弹性支承梁方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析取得了较好的结果。将文中提出的弹性支承梁法与准确的有限梁方法和上述几种近似方法作了对比分析，表明弹性支承梁法具有准确、简便和计算范围宽的优点。     

弹性支撑输电线自振频率分析

考虑弹性支撑边界条件的影响,通过理论分析、数值模拟和实验对比,研究输电线面内和面外振动自振频率,建立其弹性支撑动力学公式.结果发现:端部约束刚度对输电线自振频率有一定影响,当端部的弹性刚度很大时,二者分析结果相近,而当端部弹性刚度很小时,二者分析结果相差甚远;面内振动时刚度较大,传统计算理论与弹性支撑理论结果相近,面外振动时一定跨度条件下两种理论结果有差异;随着输电线跨度的减小,支撑的弹性影响增大.     

功能梯度材料梁自由振动问题的常微分方程求解器解

建立具有连续分布参数的功能梯度材料Euler梁、Timoshenko梁自由振动的动力学方程,以常微分方程求解器为工具,分析计算这两种梁的自振频率;同时讨论Timoshenko梁的自振频率和振型随梁的参数而变化的规律,给出Timoshenko梁的弯曲振动弹性波和剪切振动弹性波的传播速度,分析弯曲和剪切耦合振动的特点和规律.结果表明:常微分方程求解器解和解析解几乎具有同样的精度;自振频率的大小取决于梁在振动时的弹性波的波速;Timoshenko梁在每个频率下的振动均为弯曲和剪切的耦合振动.     

三跨有粘结预应力连续梁自振频率解析解

为了研究三跨有粘结预应力连续梁的动力特性,建立了基于Bernoulli-Euler梁理论的有粘结预应力钢筋布置形式的连续梁分析模型。通过建立有粘结预应力与位移的函数关系,将连续梁视为满足弯矩、转角和位移条件的多个单跨梁,采用分段联立法建立三跨预应力连续梁的振动方程组,获得了频率方程的解析解。通过求解频率方程得到自振频率,以三跨有粘结预应力连续梁为例,分别将本文方法计算结果与有限元法计算结果及实桥测试结果进行对比。研究结果表明:本文方法所得预应力梁的基频与有限元法计算结果的相对误差仅为0.6%,与实桥测试结果的误差为-1.18%;前四阶频率与有限元法计算结果的最大误差在3%以内;前三阶自振频率与实桥测试结果的平均误差在3%以内,结果吻合较好。通过本文公式可以较准确地求得三跨有粘结预应力连续梁的自振频率等动力参数。     

波形钢腹板PC连续箱梁桥自振频率分析与试验研究

为精确计算波形钢腹板PC连续箱梁桥的自振频率,在综合考虑箱梁剪力滞效应、波形钢腹板剪切模量修正及其剪切变形的影响下,综合运用能量变分法与Hamilton原理,推导获得该桥型自由弯曲振动的控制微分方程。在给定的自然边界条件下,运用分段联立法求得波形钢腹板PC两跨连续箱梁桥自由弯曲振动频率的计算公式。制作了两跨等截面模型试验梁,采用DHDAS动态信号测试分析系统对其动力特性进行实测,并运用ANSYS有限元软件对试验梁的动力特性进行分析。运用所得计算公式求得试验梁的自由弯曲振动频率,将其与实测值及有限元分析结果进行对比,三者吻合良好,验证计算公式的可靠性。最后采用理论公式和有限元仿真对波形钢腹板PC连续箱梁桥自振频率的影响参数进行分析。研究结果表明:波形钢腹板的剪切变形对其自由弯曲振动频率的影响较大,而横隔板数量对其扭转振动频率的影响较大,本文所得结论可为同类桥梁自振频率的分析与计算提供依据。     

带中间弹性支承拉索的横向振动频率解析算法

将弹性支承反力看作是作用于梁上的强迫力,并综合考虑拉索的轴向力、抗弯刚度、端部边界条件等振动影响因素,构造出了带有中间弹性支承及轴向力的梁模型,由此推导出了带有中间弹性支承的拉索的横向振动频率解析算法.通过试验测试拉索在不同轴向力下的频率,并与解析算法的计算值进行对比,结果表明两者偏差较小,最大偏差只有1.6%,说明所提出的解析算法是可靠的.     

Timoshenko梁的第二频谱分析

推导Timoshenko梁振动微分方程的初参数解,结合边界条件,建立简支梁的频率方程.当固有频率小于临界频率时,频率方程有双曲正弦函数与三角正弦函数之积的因式,当固有频率大于临界频率时,此因式变成为双三角正弦函数之积,此即Timoshenko梁产生第二频谱的理论原因.推导出等截面等跨径的2～3跨连续Timoshenko梁的频率方程,并从理论上预测存在第二频谱现象的其他结构.建立了简支Timoshenko梁第一、二频谱的频率计算公式.通过实例验证第二频谱的存在.通过微分方程求解,论证了临界频率是结构固有频率的有效组成部分,其对应的竖向位移模态无振幅、转角位移模态的振幅为常数;指出数值分析时,由于计算机截断误差的影响,所预测的临界频率有误差、所对应的竖向位移模态为不规则模态等特点.     

薄壁压杆偏心连接时弯扭固有振动理论研究

研究了有双轴对称截面开口薄壁压杆与弹性支承偏心连接时弯扭耦合振动,把作用在开口薄壁压杆的弹性支承去掉,代之以相应的约束反力和约束扭矩,推导出了开口薄壁压杆弯扭耦合振动时的位移函数,求得了其弯扭耦合固有振动频率的特征方程。     

采用摩擦摆支座的超大跨连续梁桥隔震效果

为了研究超大跨连续梁桥采用摩擦摆支座的隔震效果,以某主跨为240 m的七跨钢-混凝土连续梁桥为工程背景,建立桩土相互作用动力分析模型,采用非线性连接单元模拟盆式滑动支座及摩擦摆支座的非线性受力性能.非线性地震响应分析结果表明:采用传统抗震体系时,超大跨连续梁桥的固定墩及其桩基础的内力需求非常大;采用摩擦摆支座的隔震体系可以减少固定墩及其桩基础内力约40%,并显著改善其他桥墩的地震力分配.摩擦摆支座对超大跨连续梁桥的减震机理主要体现为:延长结构自振周期、减小固定墩有效振动质量、改变地震力传递途径、增强附属装置耗能,从而显著地改善了超大跨连续梁桥的地震响应.     

预加力对梁的动力影响分析

从一预应力简支梁出发,分析了预加力在梁的振动过程中的变化,采用相关数学物理方法,推导出了预应力梁的自由振动方程以及自振频率公式,并且得出预加力将导致梁的自振频率减少,而偏心距会引起梁的自振频率增长等结论。