简支-挠性支撑梁的振动特性与轴向压缩稳定性研究

针对可移动简支具有挠性/不确定性的简支梁系统, 采用柔性多体系统动力学相对描述方式, 建立可描述其整体转动和相对变形的非线性动力学模型, 解析结合数值分析了可移动简支刚度对系统模态和轴向压缩稳定性的影响。研究表明, 简支梁可移动简支刚度相对梁刚度偏小时, 对系统低阶频率、低阶振型和失稳模式影响显著, 主要体现在梁的整体转动特性上, 且相对描述方式中的低阶振型也与经典梁的模态不同, 体现了整体运动对相对变形模态的影响特性; 简支梁可移动简支刚度相对梁刚度偏大时, 主要对系统高阶频率和振型有一定影响, 而对低阶频率、振型和失稳模式的影响很小。此研究成果和认识对于梁构件约束边界设计与柔性多体动力学理论的应用具有重要意义。     

预应力对预应力简支梁自振频率的影响

建立了有粘结预应力简支梁振动特性的理论分析模型,并研究了预应力大小对不同布索形式的预应力简支梁自振频率的影响;应用有限元分析软件ANSYS对三种布索形式的预应力简支梁进行了模态分析,验证了理论分析的正确性与适用性;理论分析模型和有限元模型分别从理论和数值上证明了预应力大小对有粘结预应力简支梁的动力特性没有任何影响。     

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...     

纵横向荷载作用下简支梁的弯曲变形分析

简支梁在纵横向荷载作用下的弯曲变形是土木工程结构物中非常普遍的现象。从推导和建立简支梁纵横弯曲微分方程出发,研究简支梁在纵横向荷载作用下的挠度、弯矩及应力,对简支梁在纵横向荷载作用下弯曲变形的变化进行分析,并通过实例计算出纵横向荷载作用下简支梁的挠度、弯矩及应力的变化情况,得出结论。     

广义局部信息熵在混凝土简支梁损伤识别中的应用

以广义局部信息熵基本理论为基础,构造基于挠度的广义局部信息熵损伤指标,分别验证3组不同采样点数量下指标在钢筋混凝土简支梁中的损伤识别效果,并将结果进行归一化处理.利用有限元软件Midas/civil建立钢筋混凝土简支梁损伤数值模型,分析指标在简支梁损伤定位、损伤定量和抗噪性方面的应用效果.结果表明,采用基于挠度的广义局部信息熵指标能对钢筋混凝土简支梁进行准确损伤定位,定性分析损伤程度,并具有抗噪性.     

加速移动质量作用下简支梁的动态响应

考虑移动质量块的加速度、质量和梁自身的质量等因素,研究了移动质量作加速运动时简支梁的动态响应．从简支梁的控制方程出发,采用伽辽金截断对简支梁模型进行离散化,由此形成了系统的动力学方程．数值分析时,首先考虑质量块作匀速移动时梁的动态响应,根据前人给出的结果验证了建模及计算的准确性和有效性;然后重点研究了质量块在加速移动时简支梁的动态响应,分析了加速度等参数对系统动态响应的影响．研究表明,质量块在匀速移动时和加速移动时,简支粱的动态响应有着显著的不同．     

理论模型计算爆炸荷载作用下简支梁动力响应

根据爆炸动力与振动力学理论采用Euler梁模型与改进的Timoshenko梁模型分别分析了简支梁的动力响应.爆炸荷载被简化为三角形荷载.爆压计算公式采用J.Henrych公式.结果表明简支梁的动力反应包含2个阶段,分别为受迫振动阶段(弹性和塑性)和自由振动阶段.建立挠度应力方程用来判断梁的屈服.通过计算分析可知,与Euler梁结果相比,有限元计算结果相对更接近于Timoshenko梁模型计算结果.这是由于修正Timoshenko梁理论中考虑了剪切惯性效应的缘故.考虑实际工程中梁支承端部的约束形式对梁受荷载作用的影响,将端部约束简化为含有弹簧与阻尼共同作用的模型,研究弹性支撑系数、弯矩抵抗系数及阻尼系数参数变化对控制位移的影响.     

多车车桥耦合振动特性研究

在简支梁车桥耦合振动的理论分析中库辆之间的相互作用是难点。在车辆的动力平衡方程以及车桥相互作用力的表达式的基础上雅导多车激励简支梁车桥耦合振动动微分方程,建立多车激励简支梁车桥耦合振动模型,利用Newmark算法对微分方程进行数值求解,分别从时域和频域分析得:在车辆间的相互作用下车桥耦合振动大大增加。最后,根据车桥耦合振动系统的边界衔接条件验证了多车桥梁耦合振动模型的可行性和耦合特性研究的正确性。     

基于大范围空间转动的车-桥耦合振动分析

针对偶然外部强激励引起桥梁结构不同支撑发生相对运动时的车-桥耦合振动响应问题,首先利用点接触车-桥耦合动力学模型,建立了非惯性参考视角下的三维车-桥系统的耦合动力学控制方程;然后利用分离变量法对车-桥耦合动力学控制方程进行了分析;并以单跨简支梁为例探讨了梁体转速对车-桥耦合系统动力响应的影响。研究结果表明,偶然外部强激励(如地震)引起桥梁结构发生相对水平转动,由于转动角速度与桥梁结构位移、速度相互耦合,转动角速度的大小对桥梁结构振动响应具有重要影响;对此时的车-桥耦合动力系统采用非惯性参考视角下的模型进行分析,能更全面地反应实际情况,得到更准确的分析结果。     

非线性简支梁振动的H∞控制

研究具有实际工程应用背景的非线性简支梁振动的H∞控制问题．在不考虑时滞、热效应等因素的情况下,应用振动分析原理及Hamilton原理,建立了压电复合梁弯曲振动的动力学模型．利用哈密顿仿射输入系统的特殊结构和性质,将非线性H∞控制设计推广到无穷维情形．通过求解Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式,得到一个最优控制方法,并给出压电驱动器和传感器的控制条件．实例模拟验证上述方法的有效性和可行性．     

基于模态对比的简支梁桥损伤识别

利用ANSYS建立简支梁完好和不同损伤情况的有限元模型,并对其进行模态分析和不同损伤情况的模态结果对比。损伤梁体的固有频率与完好时相比会有所下降;简支梁出现损伤时,同一损伤位置对不同阶振型会产生不同程度的影响。基于此,可建立桥梁完好时与多种损伤情况的模态数据库,可成为桥梁健康监测的一种方法或依据。     

柔性梁在轴向随机激励作用下的可靠性与最优控制

考虑外界随机因素对柔性梁的影响,建立一个轴向随机激励作用下的柔性简支梁随机非线性动力学模型．应用随机平均法将Hamilton函数表示为一维扩散过程;通过分析系统奇异边界的性态,建立了可靠性函数和首次穿越时间的概率密度所满足的Backward—Kolmogorov方程,并利用随机动态规划原理导出了以最大可靠性函数为目标的随机最优控制策略结合初始条件和边界条件得到了系统可靠性的数值结果结果表明,控制力的存在可使系统可靠性得到一定的提升研究结果为实际工程中选取合适的控制力提供了理论依据．     

火灾下钢筋混凝土梁桥高温场形变分析

利用数值模拟程序分析了火灾高温下钢筋混凝土矩形截面简支梁任意时刻的温度场分布,研究了保护层厚度、荷载等级对火灾下的钢筋混凝土简支梁高温场时程形变的影响规律,建立了钢筋和混凝土的内力积分模型,以等比数列推导了非线性加速迭代方程.研究表明:截面温度分布与测点至梁体表面距离相关;保护层厚度对钢筋混凝土简支梁跨中挠度影响较大;火灾场钢筋混凝土简支梁跨中挠度时程曲线随荷载等级的增加呈非线性增长趋势,挠度时程曲线增大的程度随保护层厚度增加而减小;增加混凝土保护层厚度,可有效提高火灾场钢筋混凝土梁桥的耐火极限,控制其变形.     

多点激励简支梁桥车桥耦合振动响应

为研究多点激励下,简支梁桥跨中截面的动力响应,基于车辆动力学的相关原理,推导多车车辆动力学模型,采用模态综合法建立多车车桥耦合分析系统,并与相关文献算例结果进行对比分析,得出自编程序与文献算例结果相对误差在6％以内,验证方法的正确性;通过分析不同车辆间距和车辆数量通过桥梁时,结构跨中截面的动力响应变化.结果 表明:在一定车辆间距和车辆作用下,车辆振动与桥梁的能量耗散相抵消,结构动力响应达到极值,且在多点激励下,部分国家规范值相对偏小,建议在后续分析中加入多车激励响应的影响,相关研究成果可为公路桥梁多车车桥动力分析提供参考.     

弹性Timoshenko梁的动力学大挠度问题及应用

对于几何非线性物理线性的Timoshenko梁,引入截面参量,应用Hamilton原理导出了非线性动力学偏微分方程组及广义边界条件。无量纲化后在其平凡解附近展成线性偏微分方程,并以简支梁为例与Bernoulli-Euler的初等假设理论进行了比较,讨论了长细比对梁的动力学特性的影响。应用软土隧道的数值计算,分析了结构动态实验参数与两种理论值的关系。     

钢筋混凝土简支梁结构破坏过程的损伤模型与数值模拟

将损伤力学理论与有限元法相结合,研究钢筋混凝土简支梁静载作用下的损伤破坏过程.基于弹性损伤一般理论,考虑了混凝土材料在受拉与受压状态下损伤行为的不同,建立了含三个独立参数的损伤力学模型.运用损伤力学-附加荷载-有限元法,对钢筋混凝土简支梁结构的损伤破坏过程进行了数值分析,其破坏模式和位移的理论结果与试验结果相吻合.研究结果表明,该损伤本构模型可较好地描述钢筋混凝土简支梁结构的损伤与破坏行为.     

基于ANSYS的复杂箱形截面预应力混凝土简支梁分析

应用ANSYS对复杂箱形截面预应力混凝土简支梁进行了受力全过程的模拟,结合了实际工程中的一些具体情况,对复杂箱形截面预应力简支梁受力时的应力分布进行深入的研究。结果表明,ANSYS能较好地模拟实际工程中简支梁的受力情况,为复杂箱形截面简支梁的有限元分析提供了参考。     

混凝土结构破损评估的动力学方法及应用研究

本文对混凝土结构破损评估的重要性和破损特性进行了讨论，对混凝土结构破损评估的动力学方法及其应用作了介绍，并且提出了钢筋混凝土简支梁的破损评估指标。     

单盘转子系统受强动载荷作用的刚-塑性动力学响应

通常转子系统的响应分析是在弹性变形假设下进行的，但当转子受到强动载荷撞击时将产生塑性变形。本文结合转子动力学和塑性动力学，分析了单盘转子受强动载荷作用时的刚-塑性动力学响应。首先，将单盘转子系统简化为中间带质量块的简支梁，给出了在阶跃载荷作用下系统的各阶段响应模式。在此基础上，详细讨论了单盘转子在跨度中点受撞击时的动力学响应完全解，并结合龙格-库塔法得到了单盘转子的瞬态变形。所得结果可为转子系统的动力响应和失效分析提供依据。     

基于摄动法的体外预应力梁基频分析

进行了5根体外预应力全预应力梁的试验,探讨了利用摄动法原理进行体外预应力梁弯曲振动问题的求解.通过理论分析,建立求解体外预应力简支梁的自振频率的微分方程,以普通钢筋砼简支梁的自振频率为基准,利用摄动法原理将其转化为线性方程来求解,简化了计算过程,并将计算结果与有限元分析及试验结果进行了对比分析,结果表明:利用摄动法原理进行体外预应力全预应力梁动力性能的分析是简便可行的.