基于随机行走模型的人致人行桥振动响应分析

为研究人致荷载中的随机性对人行桥结构振动响应的影响,首先,提出了四种考虑时—空多尺度的随机行走模型,对随机步行荷载激励下的动力学方程进行了解耦;其次,分析了每种模型的峰值加速度响应、桥上驻留人数以及人群占位区间上的变化规律;最后,对比研究了不同模型之间的区别。研究结果表明：有序排列模型(OAM)的响应值域范围较广,易出现大幅振动,人行桥峰值加速度出现时刻,人群荷载主要作用在跨中位置;随机分布模型(SDM)、随机到达模型(SAM)以及动态平衡模型(DEM)的峰值加速度响应均服从正态分布规律,且结构最大响应时人群主要分布在下桥端附近;SDM的驻留人数主要与初始时刻人数相同,DEM的驻留人数取决于稳态下的行人数,SAM则相对均匀;考虑行人行走随机性的四种模型可用于人致人行桥振动响应分析和舒适度评估。     

考虑荷载随机性的人行桥人致振动计算方法研究

随着人行桥大跨轻柔化的发展趋势，行人动力荷载逐渐攀升为人行桥设计中的控制荷载．然而，受行人荷载随机性的影响，如何计算人行桥的人致振动响应却成为桥梁工程设计人员最为棘手的问题．为了建立准确实用的人行桥人致振动响应计算方法，首先提出了改进后的基于瞬时步行参数的行人步行力随机性时域模型，并通过实测手段系统地研究了模型中包括个体间差异性以及个体内部变异性在内的行人步行参数的分布规律．在此基础上阐述了行人流步行过程模态力的集成，建立了行人作用下的人行桥人致振动的模态叠加分析法．本文以43#人行桥为例，将数值模拟结果与人致振动试验数据以及现有各国人行桥设计规范进行了综合的对比分析，验证了考虑随机性后的人行桥人致振动时域分析法的可靠性与实用性．     

基于改进烦恼率模型的人行桥振动舒适度研究

针对现行人行桥设计规范舒适性评价结果过于保守的问题,首先,基于随机步行荷载模型,经过时程分析得到结构的峰值加速度及行人实感的最大响应分布,通过研究二者之间的相关关系,定义了振动响应折减系数,并建议采用行人实感最大响应作为人行桥舒适度指标;其次,建立了基于改进隶属度函数的烦恼率模型,给出了不同使用环境下的烦恼率曲线;最后,提出考虑行人实感和改进烦恼率模型的人行桥振动舒适度评价方法,以荆州市某人行天桥为例,进行振动舒适度评价。研究表明:峰值加速度与行人实感响应具有显著的相关性,根据振动响应折减系数可建立对应关系;烦恼率拟合曲线与计算结果曲线的最大误差不超过3%,且变异系数取值不同带来的的影响不超过1%;与峰值加速度相比,考虑行人实感的烦恼率计算值与实测值更接近;该类结果对人行桥振动舒适度定量计算具有参考借鉴意义。     

基于虚拟样机的转子式压缩机瞬态工况激励载荷辨识方法

针对封闭式压缩机瞬态工况下激励载荷测试困难的问题,文章通过测试启动过程等瞬态工况下压缩机排、回气口的位移响应,并结合压缩机的虚拟样机动力学模型,提出了一种压缩机瞬态工况下激励载荷的辨识分析方法。分析了转子式压缩机在启动阶段的载荷特征,明确了压缩机在启动过程等瞬态工况下的激励载荷具有较明显的脉冲激励特征,进而提出了对脉冲激励峰值出现时间以及峰值载荷的辨识算法,并通过实验测试验证了该算法可行,为压缩机-管路系统在启动过程等瞬态工况下的动力学响应特性分析奠定了一定的基础。     

道路交通引起城市人行钢桥振动特性分析

为了研究道路交通引起的城市人行钢桥振动特性,基于线性动力学理论,采用MSC.MARC建立全桥三维模型进行瞬态动力分析.通过对人行钢桥简化模型的动力求解,拟合出动力变化系数与频率比关系曲线,并对道路交通荷载引起的人行桥振动问题进行理论分析.按照实际人群密度和实测道路交通荷载激励分别计算了人行钢桥的动力响应.分析结果表明,在道路交通荷载激励下人行桥上部结构的振动较大,对于自振频率较高的城市人行钢桥,道路交通荷载对人行桥振动的影响更为明显,城市人行桥振动控制应当考虑综合激励环境下的影响.     

基于拉丁超立方抽样的人群自由行走的等效行人数研究

由于行人行走具有随机性,为了克服采用随机振动理论计算行人引起人行桥振动响应往往计算量大的问题,通过拉丁超立方抽样生成样本,采用中心极限定理计算了人行桥响应,推导了多人通过简支梁人行桥结构振动响应计算公式,建立了该方法的计算理论和步骤.结果表明:与现有学者研究成果比较,验证了本文所提出的拉丁超立方抽样计算人群等效人数的方...     

变速移动载荷激励浮冰层的位移响应特性

基于弹性薄板假设和势流理论,利用薄板振动微分方程以及运动学边界条件建立了变速移动载荷激励浮冰层位移响应的理论计算模型.采用傅里叶-拉普拉斯变换的方法进行求解,通过数值计算获得浮冰层的位移响应.将退化到匀速情况的计算结果与实冰实验数据进行比较,发现临界速度的值以及临界速度下冰层位移响应的波形特征与实验结果相一致;此外,以匀加速载荷为例,通过改变加速方式、冰厚、水深等参数,分析了不同加速方式下浮冰层位移响应的特征,明确了水深、冰厚等因素对浮冰层位移响应的影响,揭示了移动载荷加速度与破冰效率间的关系.     

基于模态叠加法的面压载荷与基础激励等效方法

基于模态叠加法,将随机面压载荷等效为随机基础激励,为薄壁构件的振动台试验替代成本较高的噪声试验提供依据.该方法要求等效前后2种载荷作用下主模态位移一致,将单源载荷等效这一超静定问题合理简化为静定问题.以炭/炭复合材料悬臂板为研究对象,来验证载荷等效方法的有效性.分析结果显示,在随机面压载荷及等效随机基础激励作用下,板上典型部位随机正应力响应的功率谱密度高度吻合,在分析频段内危险点处x轴向正应力响应均方根分析误差低于1%,分布在板上的5个响应点处x轴向正应力响应均方根分析误差低于2%.该方法能有效地将随机面压载荷等效为基础激励,保证等效前后2种载荷作用下薄壁构件的随机动应力响应在频域及空间域上的分布一致性.     

注浆压力动载荷作用下盖重非线性响应简化分析

为解决大坝混凝土盖重在注浆压力动载作用下产生抬动效应导致盖重破坏,从而影响大坝防渗等工程实际问题,建立了一种混凝土盖重在固结注浆压力动载荷作用下的非线性动力学响应简化分析模型.考虑到盖重下方基层在注浆压力动载荷作用下具有非线性、滞后性、变形累计、强度和刚度退化等特性,采用了Bouc-Wen退化迟滞模型,并对盖重下方土层与岩层分别采用了不同的刚度系数与阻尼系数,分析了混凝土盖重在注浆压力动载影响下非线性动态力学响应的滞后效应,得到了不同外载荷频率作用下,盖重抬动位移与变形速度的非线性响应曲线.实例分析结果表明,该模型可以较好地模拟各种工况下盖重注浆的非线性动力学响应问题,为动载作用下的盖重注浆抬动位移控制提供了一种参考方法.     

双向人群流疏导的人行桥减振控制研究

提出了通过布置障碍物进行双向人群流的疏导来控制结构振动的方法.利用考虑行人自停和减速避让的改进后的社会力模型对双向人群运动进行仿真模拟，将每个行人视为MSD模型建立人-结构相互作用的耦合系统以及振动控制方程，计算结构的振动响应.以实验室人行桥为算例，研究布置障碍物对行人步行特性的改变和对结构振动的影响，并从能量的角度解释了减振机理.算例结果表明，当双向人群密度超过0.6人/m2时引起的结构振动会导致行人产生不适感，在人行桥上布置4个障碍物后，双向分别有1人和2人的工况下减振率达到12.4%和13.1%，且输入结构的能量大幅降低，结构输出的质量动能、粘滞阻尼能和弹性应变能降低率分别达到38.46%、67.48%和50.68%.研究内容可为大跨人行桥的减振方法提供思路.     

基于行走行为研究的人群荷载作用下人致振动分析

以生物力学和交通领域相关研究为基础，提出了一种精细化的随机人群荷载作用下的人致振动分析方法。该方法首先以生物力学领域试验数据为基础，拟合人步行速度与步频之间的关系式，采用交通领域研究人流集度与人流速度关系模型，结合目前结构领域关于单人荷载模型的研究，建立精细化的随机人群荷载模型，推导该人群荷载模型下的结构动力平衡方程，采用自编程序对该方程进行求解，得出结构的人致响应。最后通过ISO2031标准对结构的人致振动舒适性进行评价。本文所建立的荷载模型，可以较好的考虑人群荷载对结构的作用，避免了目前人群荷载作用下人致振动分析参数取值的盲目性。     

大跨度连廊人致振动分析与减振设计

综合目前人行荷载和舒适度评价的研究成果,模拟不同工况下单人、多人有序和随机荷载,对某大跨度钢结构连廊进行振动特性和舒适度分析.根据结构的振动特性,借鉴MTMD相关研究,对大跨度钢结构连廊进行MTMD减振设计.结果表明,利用MTMD减振系统可以有效地控制结构的竖向振动,满足舒适度的要求.     

基于行人动力学模型的人桥竖向动力相互作用

基于行人动力学模型,研究了人-桥竖向动力相互作用。行人动力学模型采用以行人步频和体重表示的刚度-质量-阻尼(SMD)模型,人行桥假定为Euler-Bernoulli梁模型,建立人-桥竖向动力相互作用控制方程。采用状态空间法进行非比例阻尼系统瞬时模态的求解,得到系统的时变频率和阻尼比;利用变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法求解时变控制方程,对比分析考虑人-桥竖向动力相互作用和只在人行荷载作用下人行桥的动力响应。结果表明:考虑人-桥动力相互作用,人行桥自振频率略有降低,阻尼有显著增大;当行人以人行桥的频率行走时,考虑人-桥竖向动力相互作用结构的动力响应比不考虑人-桥相互作用显著降低。     

喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥试验研究

通过1座未加固石拱桥模型与1座带载喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥模型的破坏实验,研究了喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥的加固效果及加固计算方法.试验结果表明,在石拱桥模型达到破坏荷载70%时持载喷射60mm厚高性能水泥复合混凝土加固,石拱桥模型承载力提高幅度为25%.喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥能有效提高其承载力,改善其脆性破坏的性质,是一种经济有效的石拱桥加固方法.文中所用的加固后石拱桥承载力计算方法的计算结果与实验结果吻合良好,可供工程加固设计参考使用.     

大电流母线桥电磁激励振动与噪声数值分析

针对低压大电流母线桥的降噪难题,建立了某型号母线桥的全三维数值模型,应用有限元和边界元综合分析法,对其进行了振动声学数值计算.计算过程中,以电磁场分析结果作为振动分析外激励载荷,进行振动响应分析,再以振动响应计算结果作为声学边界条件,采用间接边界元法,对母线桥声学特性进行了计算,计算结果与实验数据对比表明仿真模型和计算方法的有效性.在此基础上,根据仿真结果改进结构,实验验证其具有良好的降噪效果.     

活载作用下简支梁桥的内力计算

桥梁活载内力计算因活载种类多及作用的不确定性而复杂,本文就简支梁桥分别在汽车荷载及人群荷载作用下的内力计算进行了阐述。     

健走爱好者与没有健走习惯人群的生理指标的对比分析

为了观察健步走健身方式对中老年人身体功能变化的影响,随机选择100名西安电子科技大学健走百岁俱乐部的健走爱好者与西电社区没有健走习惯的退休职工,进行安静心率、收缩压、舒张压、台阶实验以及肺活量测定。结果显示100名健走爱好者与没有健走习惯的人群相比,受试者左室舒张功能显著改善,每搏量增加,心率减慢,射血分数增加,心肌收缩能力增强。提示长期坚持健步走锻炼,能增强中老年人的心脏功能、维持血压的正常状态、改善肺活量、从而提高心肺的综合功能。本研究旨在探讨健走锻炼对中老年人群生理机能的影响。     

随机桥过程建模超宽带多径传播信道

使用随机桥过程研究超宽带（UWB）多径传播信道。首先介绍随机桥过程的理论基础．然后引入能够建模无线信道传播特性的基本随机变量。给出随机桥过程建模UWB多径传播信道的两个假设条件，使用布朗桥过程建模UWB无线传播信道，得到有约束布朗桥信道模型，同时还给出使用随机桥过程方法建模UWB室内多径信道特性的算法和伪代码。使用该信道模型对典型室内传播环境进行仿真分析。仿真结果表明，得到的UWB信道的特性和使用一致性劈绕射理论（UTD）方法得到的信道特性结果非常相似，信道特征参量的取值与经验参数相符。