移动荷载下离散粘弹性点支承长梁的有限元分析

研究了单个和多个移动荷载作用下离散粘弹性点支承长梁的动力响应.把长梁、离散的粘弹性支座和移动荷载视为一个系统,利用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统的振动方程组,用Wilsonθ法求解该振动方程组,得到梁的位移时程曲线.举例分析了梁的抗弯刚度、支座的粘弹性特性及移动荷载的速度对梁动力响应的影响.计算结果表明:增大支承点的弹簧刚度、阻尼系数及梁的抗弯刚度都有利于减小梁的动力响应;随荷载速度的提高,梁的动力响应有所增大.图7,表1,参16.     

移动荷载作用下桥梁动态响应的数值模拟

对车桥系统耦合振动理论进行了分析,研究了桥梁在移动车辆荷载作用下的强迫振动,分析其共振条件及移动荷载作用下桥梁的行为特性,并采用数值模拟计算的方法,比较了桥梁在匀速常量力和匀速简谐力作用下的动态响应,得出在移动荷载作用下桥梁产生的变形和应力,为桥梁的设计提供依据.     

移动荷载下黏弹性地基梁临界速度及瞬态响应

将轨道结构简化为黏弹性地基上的无限长铁摩辛柯梁,在随荷载移动的动态坐标系下建立梁的垂向振动微分方程,推导特征方程的4个弯曲波动波数.利用波传播理论,将求解简谐荷载匀速移动下梁的临界速度问题转换为波数虚部的分析,避免了求解复杂的动态刚度矩阵.运用得到的解析表达式分析了梁在不同速度和激振频率下的瞬态反应.分析表明:弹性地基上的轨道结构存在临界速度,其大小和个数取决于地基的刚度和荷载激振频率;当荷载速度小于最小临界速度时,振动仅局限在移动荷载附近,且随着荷载速度的增加,结构的垂向变形增加;当荷载速度接近非零最小临界速度时,轨道结构发生强振动;当荷载速度大于最小临界速度时,振动可以沿着结构发生传播.瞬态分析结果验证了波数分析的正确性.     

黏弹性地基梁振动的微分求积法分析

探讨了黏弹性地基上有限长Euler-Bernoulli梁的横向振动.主要研究梁的固有频率和简谐均布荷载作用下的动力响应.将微分求积方法(DQ)直接应用于自由与受迫振动控制方程中.在简支边界条件下,得到横向自由振动的固有频率,并与复模态分析方法的结果进行比较.数值结果表明DQ与复模态分析方法得到的前七阶频率值高度吻合,但随着阶数的增长,两种方法数值间的微小差异值增大.数值结果还表明, 在均布简谐荷载作用下,经过短暂的瞬态响应后,梁的振动频率与外部荷载振动频率一致.     

黏弹性地基梁振动的微分求积法分析（英文）

探讨了黏弹性地基上有限长Euler-Bernoulli梁的横向振动.主要研究梁的固有频率和简谐均布荷载作用下的动力响应.将微分求积方法(DQ)直接应用于自由与受迫振动控制方程中.在简支边界条件下,得到横向自由振动的固有频率,并与复模态分析方法的结果进行比较.数值结果表明DQ与复模态分析方法得到的前七阶频率值高度吻合,但随着阶数的增长,两种方法数值间的微小差异值增大.数值结果还表明,在均布简谐荷载作用下,经过短暂的瞬态响应后,梁的振动频率与外部荷载振动频率一致.     

桩-承台竖向强迫振动试验和分析

采用横观各向同性 (TI)层状弹性模型来模拟半空间上的层状场地 ,计算中忽略土体水平位移对竖向位移的影响 .用常系数阻尼器代替半空间 ,以吸收上部场地传至下边界的振动能量 .利用薄层元素法和子结构法建立运动方程 .在推导过程中 ,先利用格林公式算得自由场地刚度矩阵 ,再与桩单元刚度矩阵拼装得到桩的竖向总刚度矩阵 ,在此基础上推出单桩 -承台及双桩 -承台体系在垂直简谐荷载作用下的阻抗函数 ,其中双桩的阻抗函数考虑了桩 -土 -桩的动力相互作用的影响 .利用牛顿第二定律推导出这 2种体系在竖向强迫振动下的响应公式 .利用某次桩基动力试验所得的土参数和激振器数据 ,分别计算出这 2种体系的第一共振频率及频响曲线 ,并将计算结果与试验结果进行比较 .     

粘弹性半空间地基上板在动荷下的挠度计算

本文根据弹性理论和粘弹性理论之间的对应法则,推导了粘弹性地基上板在静荷载作用下的挠度计算公式。为使路面计算荷载模型较好地反映实际情况,本文在上述基础上又推导了粘弹性地基上板在移动荷载作用下的挠度计算公式。该公式为今后刚性路面设计由动荷载代替静荷载、粘弹性地基代替弹性地基提供了理论依据。     

地铁列车运行的环境振动影响分析（Ⅰ）——场地时域振动分析

通过建立有限元分析模型,研究列车移动荷载作用下横观各向同性场地土时域振动传播规律。研究表明,土体的振动总体上随着距离轨道中心线距离的增大逐渐减小,但在土体中显著存在振动加强区域,需要加强对沿线建筑物的减振研究。     

考虑直径和质量变化的车削工件振动建模和试验分析

根据实际车削加工过程,建立了受轴向移动三维荷载作用的工件振动力学模型,其中考虑了被加工件的直径和质量随时间变化对振动的影响.在Matlab中,对工件振动模型的运动方程进行数值求解,得到不同车削条件下,直径和质量随时间变化的工件的振动响应.计算结果表明,车削加工中工件直径和质量变化对工件振动响应影响较大,荷载移动速度也影响工件的振动幅度.车削加工试验和测量表明工件振动力学模型的计算结果与试验结果基本相吻合,该振动模型符合实际车削轴加工过程的情况.     

铁路交通引起的地面振动研究

随着铁路尤其是高速铁路系统的发展,列车引起的振动日益频繁,对邻近建筑及人们生活造成不可忽视的影响．针对铁路交通引起的地面振动问题,利用车辆一轨道相互作用模型,采用有限元法计算得到轨道与路基间的相互作用力,经傅立叶变换后作为地面振动计算的激励荷载．在此基础上计算了高速列车行驶条件下所产生的周围地面振动,并分析了地面振动的一般规律．     

隔振前后振动筛对基础动负荷的理论研究

根据单自由度系统的振动理论,详细推导了振动筛对基础动负荷的计算公式;采用两个自由度系统力学模型,利用隔振理论,计算了带隔振台的振动筛对基础的动负荷,计算了采用隔振台和没有采用隔振台两种情况下对基础动负荷的比值,分析了隔振效果;为大型振动筛设计提供理论依据。     

车辆-地面结构系统动力学研究

将车辆与地面结构视为综合体系，用数学模型描述车辆与地面结构接触面的平整度，建立随机场；研究在随机振动激励下发生的车辆对地面结构的各种运动荷载；分3种情况研究各种运动荷载作用下各类地面结构的动力响应。此项成果完全改变了过去以稳态点源荷载，甚至以静力荷载作为动力源，又将车辆和地面结构分形，进行单项研究等不符合实际的研究方法，从而开创了车辆－地面结构动力学理论的新体系。     

近于优化跨度连续曲线梁的自由振动

基于在低速移动荷载或静力荷载作用下,多跨连续曲梁各跨峰值挠度相等的原则,给出了多跨连续曲梁在静力荷载作用下优化跨度及在动力荷载作用下近于优化跨度的取值,并对近于优化跨度的三跨连续曲梁,采用逆向搜索法首次获得其自由振动率及模态的解析解．对比试验曲梁的试验结果与计算结果,两者吻合十分良好,证明所得结果的正确性     

粘弹性简支梁上的隔振器的参数

本文以均匀粘弹性简支梁作为梁形柔性基础的力学模型。首先导出其上单级隔振系统的运动微分方程组，通过拉氏变换导出隔振系统的传递函数和隔振传递率。然后按照若干简化原则导出计算等效离散隔振系统力学参数的公式。数值计算结果表明，应用这种等效系统计算弹性梁上隔振装置参数在很宽的参数范围内能满足工程设计所需的精度。     

环境激励下人行桥振动时频分析

为研究人行桥在不同环境激励下的振动响应规律,采用Hilbert-Huang变换对某人行桥在噪声激励、车辆荷载、行人荷载以及车辆-行人荷载耦合激励条件下的加速度响应进行分析。结果表明：噪声激励、车辆荷载、人行荷载、车辆-行人耦合激励条件下人行桥的加速度响应幅值逐渐增大,脉冲指标呈逐渐增加的趋势,功率谱幅值不断向高频段偏移。四种激励下,人行桥的加速度响应经过EMD分解后的前五阶IMF的方差贡献率及相关系数较大,且瞬时振幅和瞬时频率呈减小趋势;其能量分布随加速度幅值的增大逐渐增大,车辆荷载作用下其能量熵值最小,能量分布相对均匀。Hilbert-Huang变换对处理复杂环境激励下的桥梁振动响应具有较好的识别效果,本文的分析过程可为同类振动信号处理所借鉴。     

重复荷载作用下沥青低温粘弹特性研究

沥青材料是一种典型的粘弹性材料，在荷载作用下其变形特性由虎克弹性和牛顿粘性的比例关系所决定。为此从沥青的粘弹特性入手，对沥青在重复荷载作用下的变形进行分解，测定得到了沥青低温条件下的粘、弹性比例关系，提出用Dp(1 Dp/De)和dDp/dn两种物理意义明确的指标来描述沥青的粘弹特性，同时研究了弹指标随温度、应力及加载频率的变化规律。     

低频振动下散体磨料磨损机理

为了解决动载作用下磨料磨损机理问题,采用实验方法,在自制的振动磨料磨损试验机上,通过低频振动对A3钢磨料磨损,并对其侧面和底面进行磨损形貌分析。结果表明:动载作用下磨损机理主要有两种:切削犁沟和塑性推挤变形。研究结果对于减磨减振,改善磨料磨损工作条件和提高零件寿命提供理论指导。     

考虑基岩作用的圆形粘弹性地基振动分析

针对Merchant粘弹性本构模型，从轴对称饱和地基动力方程出发，运用Hankel积分变换，研究了粘弹性地基的竖向振动问题，获得了位移、应力、孔隙水压力及渗流量的积分形式解．并由此结合数值算例，讨论了粘弹性地基受动力荷载作用的振动特性．结果表明：地基竖向振幅沿半径呈波动衰减，粘弹性土体竖向振幅随半径变化要比弹性土体的小．     

注塑机合模装置动态响应及疲劳分析

利用Pro/ENGINEER软件对注塑机合模装置的动态性能和疲劳问题进行了分析,结果表明:模态振型影响前模板、动模板、后模板和拉杆的偏移,合模装置动态频域响应分布规律基本相同,低频能量较小且集中在94.4 Hz附近,中频能量较大且集中在369.5 Hz附近,系统阻尼的增加可以改善合模装置的动态性能,动态载荷增加使得弹性振动频率能量增大.动模板最小疲劳寿命发生在安装顶出机构的十字槽中心底部,并随着设计寿命和作用载荷的增加安全系数值降低,容易产生疲劳破坏.     

非线性材料悬索的单自由度振动

在考虑非线性材料本构关系的基础上,建立了非线性材料悬索在集中荷载作用下的单自由度振动控制方程,把悬索的振动位移利用Fourier级数展开,再采用L-P法求得了非线性材料悬索在集中荷载作用下的振动近似解,把非线性材料悬索的振动特性与线性材料悬索的振动特性进行了比较分析。