应用HHT方法识别刚度渐变的线性SDOF 体系的动力特性

利用HHT方法分析了刚度随时间线性降低的线性时变SDOF体系的强迫动力响应.分析结果表明,在规则的输入下,HHT方法所得到的本征模态函数(IMF)和Hilbert谱能够将结构动力响应中的稳态反应部分与瞬态反应部分区分开来:利用描述结构输入特性的稳态反应部分,能够把握输入的某些特征;而利用描述结构自身特性的瞬态反应部分,则能够把握结构自身的动力特性,从而能够将结构刚度的时变特性识别出来.可以为HHT方法在时变结构动力特性识别中的应用提供一个新的思路.     

应用HHT方法识别刚度渐变的线性SDOF体系的动力特性

利用HHT方法分析了刚度随时间线性降低的线性时变SDOF体系的强迫动力响应. 分析结果表明，在规则的输入下，HHT方法所得到的本征模态函数（IMF）和Hilbert谱能够将结构动力响应中的稳态反应部分与瞬态反应部分区分开来：利用描述结构输入特性的稳态反应部分，能够把握输入的某些特征；而利用描述结构自身特性的瞬态反应部分，则能够把握结构自身的动力特性，从而能够将结构刚度的时变特性识别出来. 可以为HHT方法在时变结构动力特性识别中的应用提供一个新的思路.     

某轿车转向瞬态响应特性仿真分析

根据某型轿车的数模及整车参数,确定了该车拓扑结构,在ADAMS/Car软件中建立了整车虚拟样机模型。参照国标中的转向瞬态响应实车试验方法,在转向盘转角阶跃输入和转向盘转角脉冲输入下,对整车瞬态响应特性进行了虚拟仿真。通过分析仿真结果,预测了该车的转向瞬态响应特性。可知该车在阶跃输入下瞬态响应较好,在脉冲输入下瞬态响应欠佳,可为实车试验及此类问题的设计研究提供参考。并进一步仿真得出了稳态横摆角速度增益的变化曲线,表明该车具有轻微不足转向特性。     

地铁引起地面振动信号的谱分析

应用正交Hilbert—Huang变换,对地铁引起的地面振动信号进行频谱分析．首先,利用正交的经验模式分解方法,得到地铁引起地面振动信号的相互间完全正交的固有模式分量,对各阶固有模式分量进行Hilbert谱分析,进而得到Hilbert边际谱．然后,通过对地面振动信号的Hilbert边际谱进行分析,获得其频谱特性．将地铁引起地面振动信号的Hilbert边际谱和Fourier谱进行比较,指出两种谱分析方法分析地铁引起地面振动信号频谱特性的差异．最后根据Hilbert变换的线性性质,得到消除背景振动、纯粹由地铁运行引起地面振动的频谱特性．     

用HHT方法识别强迫振动下线性双自由度体系的模态参数

提出了一种识别强迫振动下线性双自由度体系模态参数的方法,体系的动力响应数据在 EMD分解后,进行Hilbert变换,然后用最小二乘法拟合其瞬态幅值及相位角,得到体系的自振频率及阻尼比,方法具有较高的精度．     

地震地层运动空间变化对大跨度斜拉桥的影响

采用ADerKiureghian等提出的考虑地震运动空间变化特性的多支承运动反应谱方法(MSRS法)的理论模型,研究了地震动空间变化特性对大跨度斜拉桥动力响应的影响.以某一实际的大跨度斜拉桥为例,计算了其在空间变化地震动作用下的动力响应,分析并讨论了计算结果.     

基于阻抗的水面船基座冲击动响应折减方法

水下爆炸下舰载设备会引起冲击谱的谱跌现象.为研究舰载设备对基座处冲击环境的影响,首先用ABAQUS的频响分析计算基座和设备自身的机械阻抗,然后通过简化设备-基座动力学模型,推导基座的响应与系统中各部分机械阻抗的关系,最后根据稳态响应与瞬态响应的差异,利用机械阻抗得到设备安装对基座响应影响的折减公式.结果表明:基于阻抗的折减公式在大部分区域较规范中的折减公式能够更好地吻合试验数据.      

PN结二极管计算机数值模拟研究

本文研究PN结半导体器件在高功率微波(HPM)激励下的损伤机理,建立起PN结稳态和瞬态行为的一维模型。利用偏微分方程软件FlexPDE求解PN结所满足的刚性、耦合、非线性偏微分方程组,来分析其非线性响应特性。为今后的半导体器件的破坏阈值分析打下基础。     

基于EMD和HT的轧机瞬态振动信号时频分析

为解决轧机非平稳瞬态冲击信号的瞬态时频分析难题,提出了基于EMD和Hilbert变换的瞬态振动信号时频分析方法,利用EMD方法提取信号的固有模态函数(IMF),再结合Hilbert变换(HT)求解瞬时频率,得到信号的Hilbert时频谱和Hilbert边际谱,从而得到信号的瞬态特征.通过对调频调幅仿真信号和轧机实测瞬态信号的时频分析,验证了该方法的可行性.     

基于Hilbert-Huang变换方法的结构损伤诊断

在Hilbert—Huang变换理论和Hilbert阻尼谱的基础上，通过对深圳罗湖商务大厦模型振动台试验数据的处理分析，探讨Hilbert-Huang变换方法在结构损伤诊断中的应用．结果表明，Hilbert—Huang变换方法能够准确地确定模型结构在各级烈度地震后自振频率的变化，Hilbert阻尼谱能够定性地显示阻尼损失系数在地震加速度作用时间内的变化，而且阻尼损失系数对结构的破坏更加敏感，随着结构裂缝的出现与复合，Hilbert阻尼谱出现突变。     

瞬态激励下冻融循环对桩-土耦合刚度影响试验

考虑桩-土的相互作用,在冻融循环作用下,土体的力学性质必然发生变化,构件的动力响应特性也会随之发生变化。为研究瞬态激励下冻融循环作用对桩-土耦合刚度的影响,设计和制作混凝土试验桩模拟基桩,通过压电陶瓷的正压电效应,利用压电智能骨料作为传感器测定冻融循环过程中瞬态激励下结构的波动响应,并对比分析两种不同土体含水率下压电信号的特性和能量大小,提供一种基于压电智能骨料的结构动力响应实时监测方法。试验结果表明,在冷冻过程中,瞬态激励下各测点时域波形幅值减小,而融化过程中,各点的时域波形幅值增大,且土体含水率越高,时域波形幅值变化越大;多次冻融循环后,瞬态激励下的桩-土耦合刚度变小。在不同含水率时,离瞬态激励点最近的两块压电陶瓷(piezoelectric ceramics, PZT)的能量指数平均差别分别为30%、25%,在含水率为6%时,平均每一次冻融循环会使桩-土耦合刚度减小约6%,而在含水率为12%时,平均每一次冻融循环会使桩-土耦合刚度减小约10%。12%的含水率相比6%的含水率,其对桩-土耦合刚度的影响大约高68%。     

高耸结构非Gauss风载响应分析

考虑风载中脉动风速平方项的影响,推导了非Gauss风载的前四阶矩函数;基于Fourier变换由风载谱密度求得结构风振响应的四阶中心矩,通过Gram-Charlier渐进展式来确定结构响应的一维概率密度分布;利用时域分析的相关函数检验了位移和速度响应相互独立性假设的合理性,进而构造出响应的联合概论密度,给出了一种非Gauss风载下分析高耸结构风振响应的方法;对Gauss和非Gauss风载模型下高耸结构风振响应及其动力可靠性受阻尼、地貌类别的影响进行了参数研究.     

地震强度指标定义的客观评价

文章提出了采用结构地震破损指数为依据,对地震强度指标定义有效性开展客观评价的建议。介绍了目前主要地震强度指标的定义,选择了一钢筋混凝土框架结构,输入１７条地震波,利用结构非线性动力分析进行了地震反应及破损的数值模拟。根据计算结果,探讨研究了结构地震破损与地震强度指标的相关性,揭示了客观评价地震强度指标定义的可能途径。     

并联6-UPS稳定平台瞬态分析与谱分析

并联稳定平台在工作过程中受到各种动态力的激励作用,会直接影响稳定平台的动态特性和使用效能.作者借助Pro/E和ANSYS软件工具,对并联6-UPS稳定平台进行了瞬态分析,用以研究在多次冲击工况下稳定平台的响应情况.在此基础上,通过施加单点响应谱激励,对该稳定平台进行了响应谱分析,得到了平台在随机载荷下的响应情况.分析结果表明,该并联6-UPS稳定平台的动态特性满足车载使用要求,且球铰和低阶固有频率是影响其动态特性的主要因素,可为稳定平台的结构和性能优化提供参考.     

双塔高层钢结构抗震性能的有限元分析

针对高层建筑结构分析计算中专业设计软件在大震作用下结构弹塑性分析方面存在的缺陷,以北京某双塔高层钢结构为例,运用大型通用有限元软件ANSYS建立了结构三维模型,进行了结构的动力特性和模态分析,并采用振型分解反应谱和弹性/弹塑性时程分析方法,分析了该双塔高层钢结构在地震荷载作用下的结构响应.通过对计算结果的分析可以看出,通用有限元软件能够很好地对高层钢结构的抗震性能进行分析计算;双塔高层钢结构顶部鞭梢效应明显,建议通过减小顶部结构自重并在构造上予以重视加以解决.     

大跨度结构气弹模型风振响应的阻尼修正系数

在气动弹性模型设计中 ,如果阻尼相似不能在模型设计、制作中实现 ,则须对试验结果加以修正 .因此定义了阻尼比修正系数 ,推导出结构在Davenport脉动风速 (风压 )谱激励下响应和阻尼比的相互关系 ,通过一刚度可调的结构模型 ,分析了大跨度结构气弹模型实测各阶阻尼比相近情况下激励形式和结构模态参数对模型风振响应阻尼比修正系数的影响 .     

相互作用分析中地震动输入长周期校正研究

由于长周期误差信号的影响．仅通过直流分量滤波处理地震加速度记录,积分获得的地震波位移时程曲线仍存在很严重的零线飘移现象．通过利用最小二乘法构建原始加速度均值的二次多项式拟合曲线,提出了简便的加速度记录长周期误差时域校正法,在几乎不改变地震加速度频谱主要性质的前提下,很好地改善了加速度记录的积分性质．具体的工程应用验证了其有效性．并显示在大跨度结构-地基动力相互作用时域分析中,地震波输入位移时程对结构总体响应有着明显影响。     

Evaluation of earthquake-induced structural damages by wavelet transform

The dynamic behavior of inelastic structures during an earthquake is a complicated non-stationary process that is affected by the random characteristics of seismic ground motions. The conventional Fourier analysis describes the feature of a dynamic process by decomposing the signal into infinitely long sine and cosine series, which loses all time-located information. However, both time and frequency localizations are necessary for the analysis of an evolutionary spectrum of non-stationary processes. In this paper, an analytical approach for seismic ground motions is developed by applying the wavelet transform, which focuses on the energy input to the structure. The procedure of identification of the instantaneous modal parameters based on the continuous wavelet transform (CWT) is given in detail. And then, a novel method using the auto-regressive moving average (ARMA), called "prediction extension”, is presented to remedy the edge effect during the numerical computation of the CWT. The effectiveness of the method is verified by the use of the benchmark model developed by the American Society of Civil Engineers (ASCE). Finally, a scale model with three-storey reinforced concrete frame-share wall structure is made and tested on a shaking table to investigate the relation between the dynamic properties of structures and energy accumulation and its change rates during the earthquake. The results have shown that the wavelet transform is able to provide a deep insight into the identity of transient signals through time-frequency maps of the time variant spectral decomposition.     

基于塑性损耗的超高层建筑结构抗震性能分析

基于能量分析原理提出了一个建筑结构的塑性损耗指标,即结构的塑性损耗能在总输入能中的比例,用来衡量建筑结构在地震载荷作用下的实际损伤程度.通过有限元软件ABAQUS运用非线性动力弹塑性分析方法分析了一个典型框架—核心筒超高层结构.计算了该结构在同一地震波不同地震强度下的塑性损耗指标、构件和层的塑性损耗能分配,以及在不同地震波同一地震强度下的塑性损耗指标、层塑性损耗能分配;模拟了该结构相应的损伤破坏分布情况.两种方法表征的结果趋势一致,表明结构的塑性损耗指标和塑性损耗能分配可用来衡量结构整体和局部塑性损伤破坏情况.     

大跨度连续刚构桥的地震反应分析

以贵州虎跳河特大桥为工程背景,利用有限元程序ANSYS建立动力分析模型,进行连续刚构桥动力特性分析、反应谱分析以及动力时程响应分析。结果表明,不同方向地震波输入对动力时程响应分析影响较大,采用反应谱方法较动力时程响应分析安全。