刚架桥动力特性测试分析与研究

桥梁结构的动力特性能够很好地表现桥梁的健康状况和损伤状态,分别通过环境随机激振技术和定点跳车激振方法对一座刚架桥的动力特性进行了测试,给出了利用随机振动理论和响应传递函数识别结构的频率、振型和阻尼比的方法,并对两种测试方法进行了比较.通过ANSYS建立空间有限元模型,对桥梁结构的无载和有载动力特性进行了仿真分析.实测与理论分析表明:按本方案测试获得的试验结果较为理想,环境激励测试能获得更多阶的振型和自振频率;而跳车激振方法只能很好地激发结构的基本弯曲振动模态.通过试验研究结果验证了有限元动力分析模型的正确性,可为同类桥梁的测试和分析提供参考.     

考虑纤绳振动桅杆结构的随机风振分析

在4振型自由度索单元的基础上,推导出在强迫振动下纤绳动张力实用计算公式和振动桅杆的扩阶计算方程。推导过程中,考虑了纤绳在空间的耦合振动以及纤绳和杆身的相互作用。通过空间风荷载的模拟,给出计算实例。计算结果表明,研究桅杆风振响应时不能忽略纤绳非弦向振动的影响     

基于Ritz-POD法的格构式塔架结构风致振动分析

根据自立式塔架结构脉动风荷载的空间分布形式,实现了本征特征分解(proper orthogonal decomposition,POD)和基于荷载-里兹模态分析相结合的Ritz-POD算法求解Ritz振型,并结合谐波激励法(harmonic excitation method,HEM)和荷载-响应相关法(load response correlation method,LRC)实现了塔架结构风振响应和等效静力风荷载(equivalent static wind load,ESWL)的高效分析。计算结果表明:采用40阶基于荷载-里兹振型和100阶传统自由振动振型计算的节点风振响应和等效静力风荷载结果及变化规律一致且二者吻合度高,说明较少阶Ritz振型的计算精度是能够保障的。并且较少阶Ritz振型减少了谐波激励法与荷载-响应相关法的运算工作量,提高了风致振动分析的效率。另外,本文利用大型通用有限元软件SAP2000基于MATLAB系统的应用程序接口(API)开发环境,实现了塔架结构风致动力响应和等效静力风荷载的高效分析平台,可为其他大型复杂工程的风致振动分析提供参考。     

考虑纤绳振动桅杆结构的随机风振分析

在4振型自由度索单元的基础上,推导出在强迫振动下纤绳动张力实用计算公式和振动桅杆的扩阶计算方程．推导过程中,考虑纤绳在空间的耦合振动以及纤绳和杆身的相互作用．通过空间风荷载的模拟,给出计算实例．计算结果表明,研究桅杆风振响应时不能忽略纤绳非弦向振动的影响．     

超大型冷却塔阻尼比现场实测及风振效应影响

以国内7座大型冷却塔现场实测阻尼比识别数据为基础,选取其中高位收水冷却塔为对象,基于实测阻尼比取值范围设置4种阻尼比(分别为0.5%、1%、2%和3%)计算工况进行风振响应完全瞬态分析,并将计算结果与规范阻尼比(5%)下的风振响应进行对比.在此基础上,提炼出了阻尼比取值对高位收水冷却塔风振平均和脉动响应特性的影响,并基于5种风振响应及3种等效目标计算了不同阻尼比下的风振系数,探讨并归纳了不同阻尼比、响应目标和位置对结构风振系数取值的影响规律,最终采用非线性最小二乘法提出了以阻尼比和子午向高度为目标函数的风振系数拟合公式.主要结论可为此类高位收水冷却塔风振动力分析阻尼比取值提供科学依据.     

广义Maxwell阻尼器高层结构随机风振响应解析法

为解决设置广义Maxwell阻尼器的非定常耗能结构在随机风荷载作用下的随机响应采用传统方法比较繁琐及精度不高的问题,针对此类结构提出基于传递函数法的精确分析方法。首先,用微分积分混合方程组建立了结构的动力运动方程;其次用传递函数法及巴斯金相关函数的随机风振激励模型,获得了结构用第一振型表达的时域瞬态位移响应非扩阶解析解;然后,根据获得的解析解,运用随机振动方法获得了该类型耗能结构第一振型下的随机风振响应及楼层处等效静态风荷载设计取值的解析解,最后通过算例计算显示:设置阻尼器后结构的位移减少约36.7%,同时与数值方法计算结果完全吻合,证明了本文方法的优越性。由于采用巴斯金相关函数的随机风振激励模型,本文方法可以应用其他诸如地震、路面不平等激励下的振动响应。     

强风作用下大型双曲冷却塔风致振动参数分析

基于作者已提出的大型冷却塔风振计算方法(一致耦合法),结合风洞测压试验获得的表面气动力模式,分析了结构本身因素和外界干扰对强风作用下冷却塔结构风致振动的影响,对不同动力特性及阻尼比的冷却塔模型进行了风振响应背景、共振、耦合项及风振系数的精细化数值计算,对比并初步探索了周边干扰下大型冷却塔的风振机理.发现了特征尺寸、阻尼比和周边干扰对冷却塔风振响应的影响规律,为进一步理解冷却塔结构风致振动现象,避免不利共振的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果.     

铝合金单层球面网壳结构阻尼特性

通过现场实测对铝合金板式节点单层球面网壳结构的阻尼比进行了分析研究.针对一平面尺寸45 m×45 m,矢高2.86 m的铝合金板式节点单层球面网壳结构,设计了11种工况,通过现场实测采集了160条人工激励下的节点加速度自由衰减振动信号以及6条环境激励下的节点加速度振动信号,采用解析模态分解法(AMD)结合希尔伯特变换识别结构的自振频率和阻尼比.对所得数据进行分析,建议铝合金板式节点单层球面网壳的结构阻尼比取4%.运用实测阻尼比数据建立有限元模型分析结构动力响应,对应实测节点加速度响应曲线和有限元计算得到的响应曲线吻合较好,所测得阻尼值可为现行规范修订提供依据,为结构动力分析与工程设计提供参考.     

高层建筑简化振型及在结构风振计算中的应用

基于弯剪型悬臂梁模型分析高层建筑的动力特性,给出控制高层建筑振型形状的特征参数;通过对具有不同特征参数的基阶振型曲线进行拟合分析,得到既形式简洁又能准确反映实际结构基阶振型的简化模型;同时,给出控制简化振型形状的振型指数的确定方案.将简化振型应用于实际高层建筑的结构风振计算,结果表明,采用该简化振型能更准确地体现风荷载沿建筑高度的分布情况,提高风荷载和风振响应计算的精度.     

漏斗形开敞式膜结构的风致振动效应分析

采用谐波叠加法模拟风速时程,将风速时程转换为风荷载时程施于漏斗形膜结构,分析膜结构风振响应,获得结构各区块风致动力放大系数.计算表明：漏斗形敞开式膜结构各节点位移响应较为稳定且具有周期性,速度响应曲线和加速度响应曲线均较稳定;结构表面不同部位的风振响应差别较大,迎风面的风致动力放大系数较高,背风面风致动力放大系数平缓.     

鸽子强化学习过程中内部学习状态的动态建模研究

经典Q-learning强化学习模型中学习率为一固定参数,无法有效反映认知学习的动态过程。提出了一种将学习速率表征为时变参数的Q-Learning强化学习模型,给出了利用近期历史行为数据估计阶段性学习速率的方法。为了评估验证该模型的性能,设计了条件刺激与操作行为奖励无关→相关→无关三个阶段动态试验范式,用以观察和分析鸽子在随机强化、固定强化,以及固定强化关系消退等不同条件下的学习行为变化过程,采用动物触屏行为系统完成了3只鸽子颜色刺激-啄屏抉择认知训练,利用训练过程中不同session的行为数据对动态学习率进行了最小二乘估计。分析结果表明:可以获得更小的行为预测误差,误差下降收敛的速度更快,同时学习率的动态变化过程可以有效的反映动物认知行为训练过程中的内在学习状态。     

真空浸渗法制备复合材料的渗透动力学特性

对真空浸渗法制备短纤维增强金属基复合材料过程中,液态金属对纤维预制件渗透过程提出了一种动力学模型,建立了渗透时间与纤维分数、浸渗温度的关系.     

黄土不同湿状态下破坏动强度的试验分析

对西安、兰州、太原三个典型黄土地区的原状黄土在不同初始湿度下进行了黄土动力特性的研究。通过对破坏动应力试验资料的对比分析,揭示了密度、湿度及结构性等因素对黄土破坏动强度影响的规律性,并对其做出了合理的解释。     

加固改造工程中新旧砼结构的结合问题的探讨

在加固改造的工程中,为提高原结构的承载力,进行加固补强处理,尤其在框架结构中,加大截面法来提高承载力是一种常用的方法。但其中在新旧结构的结合共同作用上成为一个较难解决的问题,本文结合本人在施工中的经验对此问题进行了探讨。     

引入塑料行星轮对行星齿轮传动动态特性的影响

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料行星轮后的动态特性,建立了钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和实验模型,对含塑料行星轮行星齿轮传动系统的动态特性进行了理论分析与实验研究,分析了塑料行星轮的引入对行星齿轮传动动态特性的影响。数值仿真与实验研究结果表明:塑料行星轮的引入对轮齿动态特性影响很大,显著地减小了太阳轮—行星轮和内齿圈—行星轮的啮合动载荷;显著地降低了行星齿轮传动系统的转子不平衡工频及其谐波振动、齿轮啮合振动及其谐波振动和高频带振动;在很大程度上降低了行星齿轮传动系统的振动强度。     

公路桥车-桥耦合相互作用系统模型分析

考虑桥面不平顺的随机激励及阻尼作用,把桥梁和车辆视为一个相互作用系统,利用达朗贝尔原理和欧拉一伯努利梁假设,对不同公路桥车桥耦合相互作用模型的动力特性进行分析．较真实的反映了桥梁结构在车辆荷栽作用下的动态受力和变形本质,对桥梁的动力设计、振动控制以及动力性能评估有一定的实际意义．     

三跨连续无腹杆预应力混凝土刚架拱桥的静动力特性

无腹杆预应力混凝土刚架拱桥是传统的钢筋混凝土刚架拱桥应用中的一个新发展.以尤溪洲闽江大桥主桥为工程背景,通过对结构基本设计参数的对比分析和动力特性分析,研究了三跨连续、无腹杆预应力混凝土刚架拱桥在恒载作用下的结构静动力特性.研究结果表明:①该桥型具有很大的竖向刚度和抗扭刚度;②在结构受力上兼具梁和拱的特点;③拱轴线形状对结构恒载内力的影响相对较小,但矢跨比和跨径比的变化对结构恒载内力的影响很大.     

聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的动态流变特性

研究用低温溶液缩聚法制备的聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）溶液的动态流变特性,讨论PMIA溶液质量分数、温度和相对分子质量对动态流变特性的影响,G′和G″的交点可得到的Gc和ωc可表征PMIA的相对分子质量分布宽度,结果是随着相对分子质量的增大其分布宽度增加,并用Modified-Carreau模型求得不同相对分子质量的PMIA溶液的粘流活化能为31.7~18.5kJ/mol,并随着相对分子质量的增大而增大.     

焊接接头动态力学的应变率效应

采用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆装置对焊接接头进行了不同冲击速度下的冲击压缩实验,获得了接头不同部位的动态力学性能曲线,研究了应变率对焊接接头力学性能的影响,结果表明：焊接接头动态力学性能的应力率效应明显,焊接接头动态力学性能不均匀性的应变率效应因应力波传播方向不同而有不同表现。     

桁式组合拱桥动力特性及动力荷载试验分析

以花鱼洞大桥为例,利用大型通用有限元程序ANSYS建立了该桥的三维实体有限元模型,进行了动力特性理论计算,对振型特点进行了分析,对大桥进行了动力特性和动力响应检测。并提出了改善空实腹交接处冲击效应的设计构造措施以及改善桥梁振感的设计思路。