人与轻柔结构水平相互作用试验研究

针对人-结构系统水平振动问题,建立了人-结构水平振动试验平台;在结构轻质低基频情况下,研究了人-结构系统水平振动特性。试验表明:当人自然站在结构上时,前后向人体使结构的基频降低,但与重量相当的质量块-结构系统相比,降低幅度相对较小;左右向人体既可以使结构基频降低,也可以使结构基频升高;前后向人体对结构基频的影响量大于左右向人体对结构基频的影响量;质量块对结构的振型阻尼比影响很小,人体能显著增大结构振型阻尼比;但前后向人体贡献的阻尼比左右向人体贡献的阻尼大。在水平向,自然站立的人不能当做质量块。     

坐姿状态下人-结构相互作用体系水平振动特性

针对人-结构系统水平振动问题,建立质量轻基频低的试验平台,研究人端坐于试验平台时该人-结构相互作用体系的水平振动特性.试验结果表明:自然端坐状态下,人体的不同朝向对结构的动力特性的影响不同.当人朝x向端坐时,结构多出一个振型频率,而基频恰好分布于两振型中间;而当人朝y向端坐时,结构仅有共振频率高于原结构基频.在研究中,人通常比较成质量块放在结构装置上,而事实上质量块对结构的振型阻尼比影响很小,人体能显著增大结构振型阻尼比.因此,不能将水平向自然端坐的人仅仅看作质量块,而应当成质量-弹簧-阻尼完整的体系.     

简支梁桥有载频率研究

为研究简支梁桥的自振特性及车-桥系统的有载频率,首先进行了简支梁自振频率的理论分析,然后采用有限元方法建立了简支梁计算模型,将结果与实测值进行对比,优选出合适的有限元计算方法.将车辆简化为集中质量块,建立了质量块-简支梁系统有限元计算模型.通过软件计算分析,得到桥梁结构的振动模态和不同车辆位置下的有载频率.将有限元分析结果及实测值与简支梁的自振频率比较,从而研究简支梁桥有载频率的变化特点,为实际工程应用提供理论参考.     

闸门水下自振频率的分析与计算

本文根据闸门在水体中振动的特性,对闸门振动时所受的随动水体的附加质量力和粘性阻尼力进行了分析.由于闸门动力特性与闸门本身的结构特性,支座方式,起吊机构的特性,在闸门槽中的紧固程度及闸门面板的水平倾角等有关,在计算闸门水上,水下的自振频率时,视县体情况分别将门体简化成刚性体或平面(空间)弹性刚架.根据上述原理、编制了相应程序.实例计算表明,附加质量力对水下闸门的自振频率有明显的影响.     

流体在管道中流动时管道的自振特性研究

基于三维弹性理论及欧拉线性方程,采用位移-压力格式有限元方法,得到附加矩阵。通过叠加附加矩阵把流固耦合结构振动问题化成普通的结构振动问题,建立了流体在管道中流动时结构振动的有限元方程,研究了流体在管道中流动时结构的自振特性,重点研究了流体速度对管道自振频率的影响。研究表明,管道各阶自振频率随着流体速度的递增呈递减的趋势。     

驻留人群-结构耦合体系竖向动力特性

为研究人-结构竖向相互作用中驻留人体模型的适用性,基于质量-弹簧-阻尼（mass-spring-damper , MSD）,质量-弹簧-阻尼-附加质量（mass-spring-damper-added mass , MMSD）和刚性质量（rigid mass ,MR）三类人体模型,建立了人群-梁耦合体系动力方程,分析了单人作用位置以及人群数量对耦合体系动力特性的影响,以加速度峰值和均方根加速度为指标,评估了三种模型对振动响应的敏感程度。结果表明：MMSD模型和MSD模型对耦合体系动力特性的影响趋势一致,但结果的相对误差会随人群密度的增加而放大;MR模型对体系前两阶频率作用相同,对模态阻尼比的影响可忽略不计,不适用于人-结构相互作用分析中;三种简化模型均降低了体系振动水平,合理考虑驻留人体对耦合体系动力特性的影响可提高结构振动分析精度。     

重力式海洋平台地震反应分析

本文对重力式海洋平台在地震扰动下的动力反应进行了试验研究和理论研究,主要工作如下; 1.对1:50的重力式平台模型在地震模拟振动台上进行了无水和有水两种情形下的对比试验,测定了模型的自振频率、振型阻尼比和地震反应。2.对重力式海洋平台进行了地震反应分析。所选择的计算模式考虑了地基-结构间的相互作用,并考虑了由于甲板质量存在偏心而引起的扭转效应。用附加质量和附加阻尼的方法考虑了流体-结构间的相互作用。3.用Fortran语言编制了计算机程序,并对所模拟的原型进行了参数研究,得到了原型在地震扰动下的动力反应,可供平台设计人员参考。     

三峡升船机上闸首的自振特性分析

导出三峡升船机上闸首闸墙、航槽和工作门上动水压力附加质量的统一算式,利用直接滤频法分别求解上闸首顺河向和横河向的自振特性,并对上闸首在空库和满库时的自振特性进行比较分析。分析结果表明：上闸首结构振动时,起决定作用的是第１阶振型;水体在动力压力作用下结构的自振频率将有所降低。     

基于STD法的光岳楼木结构自振频率计算

自振频率是古建筑木结构振动特性的重要模态参数指标,准确计算其自振频率对采用数值方法分析结构的动力反应及对结构进行安全评估至关重要.本文基于实测振动数据,采用STD方法计算得到了光岳楼木结构的自振频率,并与东华振动测试系统的模态分析软件中OP.Polylscf算法计算得到的光岳楼木结构的自振频率进行了对比分析.表明:采用上述两种方法计算得到的反映木结构振动特性的1阶频率差别甚小;采用OP.Polylscf法计算光岳楼木结构的其他各阶频率均大于采用STD法计算结果,但误差均在5.7%以内,说明采用STD法计算木结构的自振频率具有较好的精度.     

膜结构自振特性研究

膜结构体型复杂,对风振作用敏感,而结构的风振性能又与结构的自振特性紧密相关。对不同结构参数时鞍形膜结构的自振特性进行了分析,随着结构跨度的增大,却会降低结构的自振频率,且降低幅度较大;膜预张力的增大,会增大结构的自振频率,且增大幅度较大;索和膜的张拉刚度的对结构的自振频率影响很小,自振频率随着张拉刚度的增大而增大。     

静态人群-结构相互作用人行桥模态参数试验

针对静态人群-结构相互作用下人行桥模态参数影响进行试验研究,以实验室钢结构玻璃人行桥为研究平台.研究内容如下:测试环境激励下人行桥动力参数;测试静态人群作用在人行桥不同位置、不同姿势下结构的动力参数变化.结果表明:静态人群-结构相互作用下,随着作用人数增加,结构自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大.坐姿对结构频率影响最大;...     

阻尼结构对锥阀压力特性的影响

提出两种复合阻尼调压锥阀,一种为双环形间隙型,另一种为阻尼孔型,利用AMESim平台搭建系统仿真模型,与单环形间隙型进行对比分析;并对比分析了阻尼结构与系统参数对复合阻尼调压锥阀减振调压的影响。结果表明:在一定结构参数条件下,不同阻尼结构复合阻尼调压锥阀皆有更好的静态特性且动态特性得到优化;一般而言,单环形间隙型与双环形间隙型皆有更好的减振调压能力;半锥角、孔径以及工作压力等均对系统减振调压能力有较大影响。     

调谐液体阻尼器减震机制的数值研究

本文通过对固体模型,势流体模型以及流构耦合模型的建立以及计算,研究了调谐液体阻尼器的减震机制。首先对固体模型和势流体模型进行了静态分析和频域分析。在基础分析完成后对两者有机结合的流构耦合模型进行了隐式动力学计算与分析。计算得到了顶部有水箱和无水箱的建筑物在特定的水平振动荷载作用下,顶部的位移时程变化情况。计算表明:按照建筑物自振频率设计的水箱可以有效减小建筑物顶部的位移。     

Parametrically excited oscillation of stay cable and its control in cable-stayed bridges＂

This paper presents a nonlinear dynamic model for simulation and analysis of a kind of parametrically excited vibration of stay cable caused by support motion in cable-stayed bridges. The sag, inclination angle of the stay cable are considered in the model, based on which, the oscillation mechanism and dynamic response characteristics of this kind of vibration are analyzed through numerical calculation. It is noted that parametrically excited oscillation of a stay cable with certain sag, inclination angle and initial static tension force may occur in cable-stayed bridges due to deck vibration under the condition that the natural frequency of a cable approaches to about half of the first model frequency of the bridge deck system. A new vibration control system installed on the cable anchorage is proposed as a possible damping system to suppress the cable parametric oscillation. The numerical calculation results showed that with the use of this damping system, the cable oscillation due to the vibration of the deck and/or towers will be considerably reduced.     

周期特性下网架结构振动特性分析

针对工程结构减隔振需求,基于网架结构的周期特性对其进行减隔振性能分析。通过改变节点质量、杆件截面参数,分析其对网架结构减振性能的影响;再对实际工程网架-悬挂吊车结构进行分析,运用频响函数综合法建立整个系统的振动传递模型,在隔振系统中评价该结构的隔振性能。结果表明,网架结构具有一定抑制振动效果,可通过调节杆件截面刚度来影响结构的带隙特征以实现预期减隔振效果;增加网架节点质量,可以很好地改变结构振动特性,尤其是对高频阶段有较好的抑制作用,但减振效果与截面刚度呈负相关;网架-悬挂吊车结构双层隔振系统具有良好隔振效果。合理运用网架结构的周期特性,对结构进行优化布置,可以有针对性地增强网架结构的减振性能。     

Dynamic characteristics of a working platform Supported by an AMG

A coupled electromechanical dynamic model for a working platform supported by an active magnetic guide （AMG） is set up according to the special stiffness and damping theory of maglev system and the unique vibration of the working platform for a machine tool. The dynamic characteristics of a working platform supported by an AMG are studied using different groups of control parameters. Results show that the dynamic characteristics of the platform system, such as critical vibration frequency, vibration mode and so on, can be improved by adjusting the control parameters. This research offers theoretical support for ultra-high-speed and ultra-precise machine working platform designs, including the structure of platforms, the design of electromagnets, and the establishment of the control parameters.     

基于Morlet小波变换的振动特性参数识别

传统的振动系统特性参数识别方法对于非线性、非平稳信号的处理能力差,尤其对于阻尼比的识别精度较低.将Morlet小波变换和随机减量技术相结合识别振动系统的特性参数,首先利用随机减量技术提取振动的自由衰减响应信号,进而由Morlet小波变换对信号进行连续的小波变换处理得到小波能量谱,结合参数识别的基本理论及对时间-幅值坐标面曲线的半对数拟合结果得到振动系统的频率及阻尼比,数值仿真结果表明,提出的方法能有效识别系统的固有频率和阻尼比.将该方法应用于罐车模型流固耦合冲击试验研究,较好地识别出充液工况下振动系统的固有频率和阻尼比.     

星载ATP二维转台抗力学环境设计

为了使某星载二维光电转台满足飞行平台对载荷动力学性能的要求,首先,对二维转台及其光学负载试验件进行力学摸底试验,找到初期结构抗力学环境性能的缺陷和不足。其次,通过对振动控制理论和轴系支撑刚度理论的分析、总结,指出了二维转台抗力学设计的关键,并为优化设计指明了方法和途径。最后,对二维转台支撑轴系和负载特性进行了详细地优化设计,并对改进后的新结构再次进行全面的力学环境试验。试验结果表明:二维转台的一阶固有频率得到大幅度提高,由之前的60 Hz提高到了90 Hz;沿平台发射方向的共振频率也由70 Hz提高到110 Hz,完全使载荷与平台的振动解耦;并且系统振动响应的非线性也得到了有效的改善。所以,优化设计后二维转台系统的动力学特性从根本上得到了改善,并能够通过航天鉴定级力学环境试验的考核。     

埋地管线轴向振动特性的行波方法分析

考虑管-土及管-液间的相互作用,建立了埋地管线轴向振动的行波分析模型.由实验验证了行波方法的有效性,由数值算例研究了泊松耦合、连接耦合及土质条件对埋地管线振动特性的影响.算例结果表明,泊松耦合作用使系统在低频处出现了较多共振峰,忽略流体作用或仅将其视为固体填充物不能反映系统的该振动特性,系统频率的降低增大了系统在低频荷载作用下的危险性;由于流体边界的改变,连接耦合使系统各阶固有频率降低;随土体剪切刚度的增加,系统固有频率增大;土体阻尼可使系统振幅降低,但对系统频率影响不大.