电磁发射轨道受余弦函数磁压力作用的瞬态响应

研究影响电磁轨道发射的摩擦阻尼力因素.将电磁发射装置的轨道模拟为移动载荷作用下的弹性基础梁,采用欧拉梁理论建立梁的力学模型,利用积分变换及其逆变换等方法推导出简谐压力作用下轨道的瞬态响应解析解;通过MATLAB数值算例分析得到:弹性系数、粘滞外阻尼系数和摩擦阻尼系数对梁瞬态动力响应产生不同程度的影响.这为今后求解更高阶偏微分方程的初值问题及其改进电磁发射装置的性能提供了理论依据.     

电磁发射轨道受余割函数磁压力动态响应

解决电磁发射轨道受阻尼力作用而导致的使用寿命短和发射精度不高的问题,采用积分变换及其逆变换等方法推导出简谐压力作用下轨道的瞬态响应解析解.结果表明:材料应变阻尼系数、粘滞外阻尼系数、弹性系数对轨道梁挠度产生的影响呈现周期性的变化,在一个周期内,轨道梁的挠度随着粘滞外阻尼系数的增大而减小.随着材料应变阻尼系数的增大而增大.而弹性系数对挠度的影响不太明显,挠度曲线随着弹性系数的增加而呈下降的趋势.该成果对优化电磁发射装置的性能和提高发射精度提供了充足的理论依据.     

电枢力作用下的电磁发射导轨及壁板的变形与应力分析

本文将电磁轨道发射装置的发射导轨及壁板简化为双层弹性地基梁。当电枢位于发射状态的某一位置时,在电枢接触力的作用下,建立了发射导轨及壁板的微分平衡方程。应用"影响函数"法,得到了双层梁位移和应力的解析解。通过算例,对发射导轨及壁板的变形和应力进行了分析,并将计算结果与ANSYS的分析结果进行了比较,相互佐证了解的可靠性。本文的研究结果可为电磁发射装置构件的强度、刚度设计提供依据。     

解析解下沥青路面动力响应分析及应用

根据沥青路面不仅具有弹性而且具有黏滞性的特点,将沥青路面简化为支撑在黏弹性地基上的黏弹性梁.建立了移动载荷作用下粱的动力学模型并求得了其解析解.通过对解析解进行数值计算,研究了车辆速度、轴载和面层黏性阻尼等主要参数对路面动力响应的影响.结果表明,沥青路面动力响应随着车辆速度的减小而增大,与轴载成线性比例增加关系,并随着面层黏性阻尼的增大而减小.     

考虑水平摩阻效应的交通荷载下路面沉降分析

为分析计算高速公路水泥混凝土路面承载结构在交通荷载作用下的沉降,将路面结构视为黏弹性地基梁.在Kelvin地基梁模型的基础上,考虑路面结构与路基土界面摩阻效应的影响,进而分析交通荷载下黏弹性地基有限长梁的瞬态问题,通过三角级数展开法和Laplace-Fourier积分变换以及逆变换得到黏弹性地基梁在半正弦波荷载作用下的位移解析解.并研究分析了路基路面摩阻效应、荷载移动速度、路面结构刚度、路基竖向反力系数、路基阻尼等因素对路面沉降的影响.分析结果表明:路面沉降随车辆移动速度的增大而减小,随路基黏滞阻力系数及路基刚度的增大而减小,随路面结构刚度及结构层高度的增大而减小,与此同时增大路面结构刚度还可减小路面的波动.     

伽辽金法求电磁发射轨道变形的解析解

精确计算电磁炮发射轨道的受力变形,将发射轨道模拟为移动载荷作用下弹性基础上的简支梁,并应用欧拉梁理论建立了力学模型,利用伽辽金法和Sturn-Liouville展开,推导出了电磁炮发射轨道受正弦函数磁压力下控制方程的解析解.与通常用拉格朗日方程法计算轨道受力变形的方法相比,利用伽辽金法求解不需要计算梁的动能、应变能和耗散能.用Matlab软件做算例分析得到:梁的变形受阻尼系数、移动载荷的出口速度、弹性系数等因素影响显著,受轨道质量的影响很小.     

弹性地基梁的积分变换分析与比拟

本文讨论了横向和纵向载荷作用下弹性地基梁的有关计算问题。利用拉普拉斯变换,获得了该问题的通用计算式。可以对无限长梁、有限长梁进行描述,能适应复杂载荷及各种支承条件。经适当变换,还可用于阶梯变截面弹性基地梁的求解。若轴向力为零,即变为通常的弹性地基梁的计算表达式。这样,就进一步把弹性地基梁的计算问题统一起来,为实际应用提供方便。作为应用,本文还讨论了,壳体结构近似分析中的弹性地基梁比拟方法。     

广义阻尼模型及其在混凝土重力坝地震响应分析中的应用

基于黏弹性材料的广义流变模型,推导出一种广义阻尼模型及相应的结构动力学方程,分别选用指数函数和高斯函数为广义阻尼模型的卷积核函数,采用Newmark直接积分法计算了Koyna大坝的地震响应,分析了松弛参数、时间积分步长对大坝地震响应的影响,比较了广义阻尼模型和黏滞阻尼模型情况下大坝的地震响应。结果表明：地震作用下广义阻尼模型的响应峰值均大于黏滞阻尼模型的响应峰值;松弛参数越大,广义阻尼的响应峰值越接近黏滞阻尼的响应峰值;指数模型对数值积分时间步长的要求高于高斯模型。     

动载荷作用下无限长FGM梁在分数阶黏弹性地基上的精确解

基于分数阶微分Zener型黏弹性地基模型,建立动载荷作用下无限长FGM梁在分数阶黏弹性地基上的运动控制微分方程。利用傅里叶和拉普拉斯变换将控制微分方程简化为代数方程。首先在频率域内得到解答,然后利用傅里叶和拉普拉斯逆变换以及卷积定理将解答再转换回时间域内,得到黏弹性地基上FGM梁的挠度、速度、加速度、弯矩和剪力响应的精确解。最后,计算了冲击荷载作用下弹性地基FGM梁的动态响应,给出了x=0处梁的垂直速度和弯矩的响应曲线,其形状特征和均匀材料梁相同,且材料梯度指标p对结果的影响较小。     

纤维增强聚合物加固黏弹性Timoshenko裂纹梁的弯曲变形

将裂纹的缝隙效应和FRP加固作用等效为黏弹性组合弹簧,推导出Laplace变换域内FRP加固黏弹性裂纹梁的等效抗弯刚度.基于标准线性固体本构关系和Laplace变换,获得了具有任意开闭裂纹数目FRP加固黏弹性梁弯曲的解析解.数值算例说明,AFRP布可有效地削弱裂纹效应,且裂纹梁的变形与跨高比成反比例关系;受AFRP布加固作用影响,裂纹深度和荷载的改变对梁变形的影响并不明显.     

常导磁悬浮铁路磁轨关系研究

磁浮车辆与轨道梁相互作用不同于轮轨列车在于电磁悬浮取代了轮轨关系,磁轨关系是磁浮系统动力学研究的关键.通过对有源主动控制的电磁悬浮力特性研究,探讨了电磁作用的基本规律,为线性化磁轨关系提供了理论依据,并通过动力学数值模拟表明这种处理具有足够的精度,为开展磁浮车辆与结构动力相互作用研究提供了基础.     

系统模态参数辨识的小波方法

为研究小波变换在模态分析中的应用，并实验验证该方法的可行性，在小波分析良好的数值特性基础上．建立了基于系统自由响应信号连续小波变换的模态参数辨识方法．采用该方法进行仿真研究，仿真结果与理论值吻合.以悬臂梁为例进行实验研究，实验结果与理论计算结果吻合较好．尤其在阻尼比的识别上，相对误差在l％以下.仿真和实验研究表明，该方法计算简便．对比一般频域模态方法，该方法对模态参数识别更准确．     

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。     

大跨度斜拉桥模态参数识别时频方法对比研究

利用苏通大桥结构健康监测系统(SHMS)记录的台风期间大桥加速度响应,分别基于希尔伯特-黄变换(HHT)和小波变换(WT)方法对该桥进行了模态参数识别,并将2种识别结果进行对比.在此基础上,进一步研究了模态阻尼比与桥址区实测平均风速的关系.结果表明:基于HHT和WT方法识别出的模态频率值基本一致;模态阻尼比差距较大,基于HHT方法识别的阻尼比均值略大于基于WT方法的识别结果;基于HHT和WT方法识别的模态阻尼比随风速的变化趋势类似.     

拉普拉斯域频变衰减常数波形反演方法

在地震数据处理中,拉普拉斯变换可以较好地解决频域波形反演中低频数据的不可靠问题,但是同时施加在高频数据的衰减作用会使速度反演的细部信息有所损失.为了克服拉普拉斯变换在处理高频数据上的不足,在考察衰减常数特性的基础上,提出了一种频变衰减常数的拉普拉斯域波形反演方法,利用随频率变化的衰减常数调节控制拉普拉斯的衰减作用,在低频部分提取可靠稳定数据同时,降低对高频部分数据的衰减作用,以使反演结果具有可靠轮廓又具有丰富的细部刻画,改进了固定衰减常数反演方法的不足之处.     

板式无砟轨道钢轨共振特性影响参数敏感性分析

为研究无砟轨道钢轨pinned-pinned共振影响因素,基于周期性支撑梁结构振动计算理论,建立板式无砟轨道振动实体有限元模型,采用单参数敏感性分析方法,分析了无砟轨道结构参数对钢轨pinned-pinned共振特性的影响,并计算了各参数的敏感度系数.研究结果表明:扣件间距的改变会引起钢轨pinned-pinned共振特性的明显改变,属于敏感参数.钢轨类型对钢轨pinned-pinned共振频率的敏感度系数相对较小,但仍在较敏感范围内.扣件刚度、阻尼及轨道板弹性模量对钢轨pinned-pinned共振频率几乎没有影响,属于不敏感参数.在钢轨表面附加约束阻尼结构会降低钢轨共振振幅,但几乎不改变钢轨的共振频率.受扣件间距的影响,无砟轨道钢轨pinned-pinned共振频率低于有砟轨道钢轨.     

基于小波变换的非线性阻尼辨识方法研究

根据阻尼、应变、时间三者之间的关系,提出了辨识非线性阻尼的分段线性化小波变换方法。通过对不同特性的阻尼进行仿真和分析,得出了满意的结果,证明了该算法的有效性和准确性。由于在非均匀应力场下得到的阻尼只是一个体积平均值,为了克服这一点,在传统阻尼试验装置的基础上,开发了具有准均匀应力场的梯形等强度梁试件。试验结果表明,所研究的阻尼合金的阻尼能力随着应变的增加而增加,呈现出明显的非线性关系。     

基于Morlet小波变换的振动特性参数识别

传统的振动系统特性参数识别方法对于非线性、非平稳信号的处理能力差,尤其对于阻尼比的识别精度较低.将Morlet小波变换和随机减量技术相结合识别振动系统的特性参数,首先利用随机减量技术提取振动的自由衰减响应信号,进而由Morlet小波变换对信号进行连续的小波变换处理得到小波能量谱,结合参数识别的基本理论及对时间-幅值坐标面曲线的半对数拟合结果得到振动系统的频率及阻尼比,数值仿真结果表明,提出的方法能有效识别系统的固有频率和阻尼比.将该方法应用于罐车模型流固耦合冲击试验研究,较好地识别出充液工况下振动系统的固有频率和阻尼比.     

用小波变换提取局部放电信号

为了提取局部放电信号,采用二进尺度小波变换的Ｍａｌａｔ算法,应用Ｄａｕｂｅｃｈｉｃｓ小波,设计了低通、带通滤波器。数值仿真研究中,用指数衰减或衰减振荡波来模拟放电信号,研究了小波变换提取信号的效果及有关影响因素。仿真和现场监测数据处理的结果表明,由于小波变换具有多分辨率特性,能快速而有效地从多种窄带干扰中提取出放电信号,适当条件下还可实现较完整波形的提取。由于处理速率较高,适合在线监测时实时使用。