随机荷载下索梁结构拉索参数振动分析

采用拉索参数振动和索-梁-塔相互振动的有限元方法,以1993年Fujino进行的索梁结构试验模型为对象,进行随机荷载下拉索参数振动计算和分析.结果表明,当随机荷载强度达到一定水平时拉索发生参数振动,横向振动位移远高于主梁位移;三自由度的理论解析法只适用于主梁竖向一阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,对于主梁竖向二阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,该方法求得的主梁竖向位移偏小.     

二阶伴随模型的构造

将Lagrange乘子法引入二阶伴随模型的构造,将正模型和一阶伴随模型构建到一个目标函数中,通过对目标函数取一阶变分直接得到了二阶伴随方程,简化了二阶伴随模型的构造.对Lagrange乘子法构造一阶、二阶伴随模型的过程进行了讨论,并以非线性浅水波方程为例,利用Lagrange乘子法对一阶和二阶伴随模型进行了推导.     

具有非单调项的二阶微分方程的振动准则

主要利用降阶法,得到具有非单调项的二阶微分方程振动的充分条件.首先根据降阶法及相关的不等式知识,将带有非单调项的二阶微分方程转变为一阶微分方程.之后运用具有非单调项的一阶微分方程已知的相关结果,得到了二阶微分方程的振动准则,改进了以往的二阶微分方程解的振动结果.最后通过例题说明所得结论的可应用性.     

两自由度汽车悬架系统振动的理论与实验验证

将汽车悬架系统看成是一个两自由度的质量-弹簧-阻尼振动系统,采用复数向量法获得了车体和轮胎振动的解析解,以及振动系统的一阶和二阶振动模态的频率。在建立的实验模型上,采用锤击法和扫频实验获得了振动系统的一阶和二阶振动模态频率。实验结果与理论分析的结果相吻合,证明了结果的可靠性。研究还发现,悬架系统在振动系统的一阶振动模态频率处的隔振效果不明显,车体仍有较大振幅的振动;然而悬架系统在振动系统的二阶振动模态频率处的隔振效果非常显著,车体振动的幅值很小。研究结果能够为汽车悬架系统的设计以及驾驶员选择合适的路况提供有益的参考。     

斜拉索风雨激振面内运动的非线性分析

为深入研究斜拉索风雨激振面内的运动特性,依据弹性力学和气动弹性理论建立了连续斜拉索风雨激振面内非线性振动方程,利用伽辽金方法将偏微分方程转化为常微分方程.借助多尺度法得到面内一阶振动方程的平均方程和定常解,利用奇异性理论对系统进行分岔分析,确定了系统在零平衡点附近发生Hopf分岔对应的风速以及拉索发生风雨激振时对应的水线频率的范围.对拉索前四阶模态的振幅进行了数值模拟,考察了拉索以第一阶模态振动时风速、结构阻尼比等系统参数对拉索振幅的影响.研究表明,连续面内振动方程更能体现斜拉索风雨激振完整的动力学特性,同时系统中存在多种分岔行为.     

斜拉桥索力检测中受减振器影响的等效索长计算方法

为寻求考虑减振器影响的斜拉桥索力计算方法,本文提出了受减振器影响的斜拉索等效索长这一概念,讨论了减振器与等效索长之间的关系,分别导出了基于RITZ法和弦振动理论的等效索长计算公式及其适用范围,给出了完整实用的等效索长计算方法,从而可求解更为精确的索力值;算例验证了通过等效索长求解索力的正确性和可行性。     

防振锤抑制拉索振动的实桥试验研究

文章针对拉索采用防振锤减振开展实桥试验研究,根据某桥的2根较长斜拉索的参数,通过防振锤的优化设计,使防振锤针对拉索一阶振动进行频率调谐。试验中,通过人工激励使拉索按单阶模态振动,记录拉索安装防振锤前后的振动加速度时程数据,对数据进行处理得到拉索的模态阻尼比。试验结果表明：防振锤可以显著提高拉索的模态阻尼,并具有较好的鲁棒性,因此其用于斜拉索的振动控制是可行的;所测试防振锤的启动加速度较大,其对于低阶(一阶)的小振幅振动抑制效果不佳;锤头振幅过大可能使防振锤碰撞拉索,需要加以解决。研究结果可以为实际桥梁拉索防振锤的设计、应用提供参考。     

刚性拉索振动主动LQR和D-V-I Bang-Bang控制效果比较

由于某些情况下拉索的抗弯刚度对振动频率有一定的影响,文章在考虑拉索抗弯刚度的基础上,建立了刚性拉索振动主动控制模型;融合线性二次型最优控制(LQR)策略和传统的Bang-Bang单模态控制策略,提出了适用于刚性拉索振动主动多模态D-V-I Bang-Bang控制的简化模型;仿真分析表明,主动D-V-I Bang-Bang控制比LQR控制更适合应用于工程实际。     

非线性整合分数阶微分方程的振动性判据

本文给出了一类二阶非线性整合分数阶微分方程的振动性判据,这一判据只依赖于系数函数在正半轴的一列子区间上的性质.     

水平轴风力发电机塔架的振动模态分析

根据多自由度模态分析理论,对水平轴风力发电机塔架的振动模态进行数学建模和仿真.运用次空间迭代法对模型进行数值计算,分析塔架在自由振动时的力学特性,获取塔架的固有频率和振型.结果表明,塔架的一阶固有频率高于叶片通过频率,属于刚性塔,不会因风轮激励而产生共振;依据振动理论,塔架振动过程的能量主要集中于一、二阶频率处,而一、二阶振型均为摆振,因此摆振是塔架的主要振动方式,是引起塔架疲劳破坏的主要原因.     

平面刚架横向振动模态分析新方法探讨

研究的主要目的是探讨分析平面刚架在其平面内的弯曲振动模态新方法 ,并提出弹性支承梁法 还试图将其分析的结果同目前流行的一些近似方法 ,如集中质量法、矩阵位移法、模态综合法等进行比较 为此 ,首先推导了弹性支承梁横向自由振动模态的特征方程 ,其推导方法与一般著作上对刚性支承梁的模态分析方法类似 对于刚架的模态分析 ,笔者提出了弹性支承梁方法 ,即取刚架的一部分单元为弹性支承梁 ,而其动刚度系数是其他部分对它的影响 利用动刚度系数相等从而建立起刚架的特征方程 ,进而求出刚架的各阶模态 算例表明 :提出的弹性支承梁方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析取得了较好的结果 将文中提出的弹性支承梁法与准确的有限梁方法和上述几种近似方法作了对比分析 ,表明弹性支承梁法具有准确、简便和计算范围宽的优点     

Stokes波的数值生成

优良的波浪环境条件是非线性波浪与结构物相互作用问题研究的基础。给出一种在时域中模拟刚性剖面作周期运动辐射生成Ｓｔｏｋｅｓ 波的方法,为数值波浪水池试验提供高品质入射波模型。在频域中对二维二阶辐射问题作数值求解,通过对二阶辐射波传播模式的分析,找出能在水池中生成二阶意义上纯正的Ｓｔｏｋｅｓ波的造波机运动形式。利用边界积分方程的时间步进法进行非线性数值造波的模拟证实了在频域中得到的结论,在数值波浪水池中生成了稳定的带有波前的高品质Ｓｔｏｋｅｓ波。     

刚性拉索横向振动控制的模态等效方法

缆索结构系统跨度大、刚性低、阻尼小,属于大柔性结构,它们经常承受随机载荷如阵风激励,系统要求很高的可靠性;而它们在这种激励下产生的低频谐振,会导致大的振幅而可能有破坏性事故发生,故需要一种有效的方法控制这种横向振动。该文在考虑索抗弯刚度的基础上,通过模态等效方法,采用Hamilton原理经过迭代计算求出抑制振动的轴向主动最优控制力,方便快捷地实现了两端不同支承情况下刚性拉索横向振动的主动刚度控制。     

基于二分法识别拉索索力与抗弯刚度

采用二分法对拉索的索力与抗弯刚度进行同时识别,来满足桥梁工程中快速、准确的识别索力与抗弯刚度的要求。通过将频率方程进行数学上的处理和简化,成为简化的频率方程,并考虑初等函数曲线的性质,采用二分法在指定区间内迭代的方法,求解该简化方程的根,可以实现由索力求解任意阶的频率,或由至少2阶(频阶任意)的频率识别索力和抗弯刚度。在Excel中建立数值拉索,利用其VBA平台,编程实现了该方法的自动计算;与ANSYS结果对比,表明精度满足工程要求。     

电力线通信中三导体电缆高频传输参数模型

为寻求电力线通信中对称三导体电缆的高频传输参数的一般模型,定义了对称三导体电缆的两种不同工作模式。根据这两种工作模式构造了一个变换矩阵,通过变换矩阵将多导体传输线的参数矩阵对角化,得出了对称三导体电缆在这两种工作模式下的传输参数的理论计算公式,通过实验验证了用这种方法计算结果的正确性。和传统的求电力通信电缆传输参数的方法相比,该方法简单,避免了传统方法中复杂的电磁场的分析与计算,并且更具有通用性。     

电流模式有源滤波器电路的冗余元件设计法

给出了一种电流模式基本二阶节有源滤波器的冗余元件设计方法,通过加入冗余的零泛器,可以从电压模式基本二阶节有源滤波器电路导出与其相对应的电流模式二 节有源滤波器电路,设计出的电路采用第二代负单位增益电流传输器（ＣＣＩＩ－）来实现,此电路与原电压模式电路相比具有相同的符号传输函数,且电路中的无源元件与原电压模式电路中的无源元件数值相同,最后,文中给出一个设计实例来说明设计过程。     

某电站右岸边坡稳定性分析及处理

文章采用刚体极限平衡法并运用STAB软件对某电站右岸边坡的稳定性进行了分析,根据具体情况,采用了锚索加固和抗滑桩的处理措施,保证了工程的安全性．     

基于精确解析解的索单元

完善了基于悬索精确解析解的两节点平面索单元，包括带节间集中力的索单元、两端带刚臂的索单元．从理论上推导了空间索单元的平面外刚度系数，并通过坐标转换矩阵将空间索单元统一到平面索单元上，也可考虑在组合均布荷载作用下的索单元．这种索单元可用于悬索桥、斜拉桥等结构的非线性有限元分析中．通过两个算例的计算表明，该方法是精确有效的．     

斜拉索大桥的稀疏复指数与基频识别法

针对复指数法（CE）需要准确定阶且对噪声敏感的问题,提出一种稀疏改进的复指数算法。先用高阶次的拟合模型进行模态计算,然后用稀疏优化法代替最小二乘法计算振型系数,从众多振型系数中自动选出真实模态对应的系数,最终达到剔除虚假模态的目的。通过引入稀疏优化方法解决了使用高阶拟合模型难以有效剔除虚假模态的问题,突破了模型阶次不能过高的限制,提高了算法的精度和抗噪声性能,令其在斜拉索基频测试中表现出更高的识别精度。