高耸结构建造阶段环境振动测试与模态分析

以建造阶段的广州新电视塔为研究背景,详细介绍了在一般风荷载激励下,对其进行的一次环境振动测试,然后用频域法和时域法两种不同的方法识别出了在测试阶段电视塔的前十阶模态频率及相应的振型和阻尼比,并与SAP2000有限元模型的计算结果进行了比较。结果表明本次频率的测试值和理论值低阶模态频率符合得很好,但高阶存在一定的差异。表明此次环境振动测试结果可以用来修正电视塔的初始有限元模型,从而为今后的健康监测和损伤检测提供较精确的基准模型。     

基于振动响应的耦合杆系统损伤识别

  基于响应灵敏度分析法对两跨耦合杆系统的损伤识别问题进行了研究。建立了耦合杆系统的有限元运动方程,利用状态空间法计算系统在外激励下的响应。将系统的局部损伤模拟为杆单元抗拉刚度的减少,推导了响应对单元抗拉刚度的灵敏度。并利用此响应灵敏度进行系统的局部损伤识别。数值算例表明,文中方法能快速准确地识别出耦合杆的局部损伤,并且对模拟的人工噪声不敏感。说明该方法具有一定的工程应用前景。     

连续系统振动特征值摄动问题的统一解法

将离散系统振动分析中的通用的矩阵摄动法推广到连续系统。采用弹性结构理论算子，对连续系统的振动特征值摄动问题进行统一描述。根据特征函数子空间缩聚法和正交分解的基本原理，推导了统一的摄动公式。该方法能同时有效地处理孤立、重及密集特征值3种不同情况。以薄膜振动和变厚度薄板弯曲振动的特征值问题为例，阐明了方法的实际应用。     

计算模态响应灵敏度的两种方法比较

 从结构强迫振动的有限元方程出发,用Newmark 直接积分法和状态空间法两种不同的方法计算出结构的模态响应。进一步用两种方法推导了模态响应对结构物理参数(如单元杨氏模量)的灵敏度。计算了模态位移、速度和加速度响应对单元杨氏模量的灵敏度,并且对这两种方法的计算效率和精度进行了比较。计算结果表明两者精度相当,但状态空间法所需要的计算计时要少,比Newmark法具有较高的计算效率。因此,状态空间法更适合用于正问题分析中结构动态响应的计算。     

利用响应灵敏度修正Gascogine天桥的有限元模型

用梁格法建立了香港Gascoigne天桥某一跨的有限元模型。并利用基于响应灵敏度有限元法对该有限元模型进行了修正。修正后的有限元模型计算所得到的动态响应与实测的响应比原始有限元模型所得到的吻合得好。文章表明所提方法能够对实际工程结构进行模型修正。     

基于增强响应灵敏度法的分数阶系统参数识别

与整数阶微分算子相比,分数阶算子可以更加准确地描述系统的某些特性,如遗传和记忆功能。为了更加准确和高效地求解分数阶系统,文中首先提出了一种基于Adams离散和Newmark-β法的数值方法来获得系统的响应。对于分数阶系统的参数识别反问题,将其归结为一类非线性的优化问题,然后采用增强响应灵敏度法对识别方程进行求解。算例表明,文中提出的正问题计算格式可以快速、准确地得到系统的响应,增强响应灵敏度法能准确识别出系统的参数,并且对模拟的测量噪声不敏感。     

摆的振动分析

对单摆的非线性振动进行了分析,将单摆周期的线性解、摄罢解与精确解进行了比较分析,其中摄动解采用Ｌ－Ｐ法求得;研究了失调双摆的模态局部化现象,找到了产生模态局部化的“门槛”值。     

失调耦合梁的模态局部化和频率轨迹转向现象

用有限元分析方法研究了由横向和扭转弹簧耦合的两条欧拉-伯努利梁在引入了物理参数(如杨氏模量)的不对称小失调后产生的模态局部化和频率轨迹转向现象,同时也研究了由于弹性支承的失调而产生的振动模态局部化现象。研究表明弱耦合系统的不对称失调会导致模态局部化和频率轨迹转向现象的出现。     

基于车致振动响应的含分布损伤桥梁结构识别方法

采用Newmark直接积分法和龙格库塔法求解了非线性车桥耦合系统的振动响应,并利用加速度响应灵敏度方法对含裂纹梁结构进行分布类型的损伤识别。文中车辆采用含非线性弹簧的半车模型,桥梁被离散为欧拉梁单元,裂纹引起的桥梁损伤模拟为桥梁局部刚度的线性分布的减少。数值算例表明,在5%噪声情况下,加速度响应灵敏度方法依然可以较准确地识别出桥梁损伤的分布情况。     

多裂纹梁的动力学分析

裂纹梁的理论动力特性依赖于所采用的裂纹模型是众所周知的.对一种不连续、敞开型的简化梁裂纹模型进行了改进.裂纹两边的刚度减损区域的有效长度在公式上表示为与裂纹的深度相关.对多裂纹梁进行了自由振动和受迫振动分析,并与已有的其他裂纹模型的结果进行了比较.算例表明改进的裂纹模型能给出准确的模态频率和时域响应计算结果,特别是对于刚度减损的有效长度出现交叠的情况.