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相似文献
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1.
成梦辉  陈清军 《力学季刊》2020,41(2):308-318
为研究全非平稳地震作用下地下空间结构的随机地震反应特征及可靠度分析方法,本文基于非均匀调制演变随机过程,建立了一种同时考虑强度非平稳和频率非平稳的全非平稳随机地震动输入功率谱分析模型;利用频响函数和脉冲响应函数间的傅里叶变换关系,推导出了适用于地下空间结构随机反应分析的响应功率谱计算表达式,可结合有限元方法对全非平稳地震作用下地下空间结构进行随机反应分析.基于穿越过程为泊松过程假定,采用分部积分方法,进一步推导出了适用于首次超越破坏可靠度计算的互相关函数解析表达式.然后,本文以上海某两层三跨地铁车站为工程背景,建立土-地铁车站结构相互作用体系有限元模型,对全非平稳地震作用下地铁车站结构进行了随机反应分析和中柱可靠度分析.结果表明:在非均匀调制演变功率谱作用下,结构的响应功率谱也具有明显的演变特征;利用文中给出的互相关函数计算公式,可避开调制函数的数值微分,提高计算精度.  相似文献   

2.
弹性基础无限大板对移动荷载的响应   总被引:9,自引:0,他引:9  
孙璐  邓学钧 《力学学报》1996,28(6):756-760
用积分变换方法研究了无限大板在移运的任意点源荷载作用下的一般解.发现对于运动的平稳随机荷载,板的动力响应为非平稳随机过程  相似文献   

3.
线性随机桁架结构的平稳随机响应分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了随机桁架结构的平稳随机响应问题。同时考虑结构的物理参数、几何尺寸的随机性,从结构平稳随机响应在频域上的表达式出发,利用求解随机变量函数矩的方法,导出了随机桁架结构在平稳随机激励下位移响应均方值的均值、均方差和变异系数的计算表达式。通过算例考察了随机荷载激励下结构物理参数、几何尺寸的随机性对结构随机响应的影响。  相似文献   

4.
随机桁架结构的非平稳随机动力响应分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文研究了随机桁架结构在非平稳随机激励下的动力响应问题。在利用随机因子法分析随机结构动力特性的基础上,给出了一种分析随机结构非平稳随机响应的新方法。从结构非平稳随机响应的表达式出发,同时考虑桁架结构的物理参数、几何尺寸的随机性,利用求解随机变量函数矩的方法和求解随机变量数字特征的代数综合法,导出了随机桁架结构在非平稳随机激励下位移响应均方值和应力响应均方值的均值、方差和变异系数的计算表达式。通过算例,分析了结构物理参数和几何尺寸的随机性对结构位移响应均方值和应力响应均方值随机变量随机性的影响。本文方法具有对随机结构进行一次动力分析便可求得动力响应的数字特征,且可以考察结构任一参数的随机性对结构非平稳随机响应分析结果的影响之优点。  相似文献   

5.
转子系统的平稳/非平稳随机地震响应分析   总被引:3,自引:1,他引:3  
应用虚拟激励法结合精细时程积分计算了转子系统受平稳/非平稳随机地震激励的动力响应。采用虚拟激励分析将平稳随机激励转化为稳态简谐激励,将非平稳随机激励转化为瞬态确定性激励,即使对于非对称的油膜刚度阵和阻尼阵,算法仍然简单高效,并得到精确的结果。  相似文献   

6.
论同源随机激励及其响应的特点   总被引:5,自引:2,他引:5  
本文从一般情形出发,为同源随机激励提出一个含义较广的定义。同源随机激励的特点是其功率谱矩阵可表示为一个列阵与其共轭行阵的乘积。在同源激励作用下,常参数线性系统的响应仍保持激励的上述特点,充分利用这一特点可以节约计算工作量。文中还借助模态分析给出了在同源平稳随机激励下响应功率谱矩阵的解析式,以及在同源演变随机激励下非平稳响应的演变谱表示式。  相似文献   

7.
张天舒  方同  孙木楠 《力学学报》1996,28(1):104-108
基于时域复模态分析,提出一种非均匀调制随机激励下系统非平稳响应特性的解析解法,用Niigata地震激励模型作了说明.算例与仿真结果吻合良好.  相似文献   

8.
线性随机结构在随机激励下动力响应分析   总被引:16,自引:4,他引:16  
李杰  廖松涛 《力学学报》2002,34(3):416-424
利用虚拟激励法对随机结构正交展开理论进行扩展,并在Ritz向量子空间中对扩阶系统方程进行动力聚缩,提出了一类可以快速高效地进行线性随机结构复合随机振动分析的计算方法.算例分析表明,该法可以方便地分析随机结构在平稳或非平稳随机激励下的复合随机振动问题,且分析结果与 Monte Carlo模拟分析结果符合良好;与均值参数确定性结构传统随机振动分析计算结果相比,随机结构在相同随机激励下响应自谱密度曲线具有峰值降低、谱宽增大的特点.  相似文献   

9.
平稳随机激励下随机智能桁架结构振动主动控制中的优化   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了平稳随机激励下随机智能桁架结构振动主动控制中主动杆的配置位置和闭环控制系统增益的优化问题。考虑结构物理参数、几何尺寸、阻尼同时具有随机性以及作用荷载为平稳随机激励,基于系统最小储存能,构建了具有位移响应均方值、应力响应均方值可靠性约束的主动杆配置和控制增益的优化模型;并对结构平稳随机动力响应的数字特征进行了推导。通过算例,验证了该优化配置模型的合理性和有效性,获得了若干有意义的结论。  相似文献   

10.
随机结构非线性动力响应的概率密度演化分析   总被引:26,自引:5,他引:26  
李杰  陈建兵 《力学学报》2003,35(6):716-722
提出了随机结构非线性动力响应分析的概率密度演化方法.根据结构动力响应的随机状态方程,利用概率守恒原理,建立了随机结构非线性动力响应的概率密度演化方程.结合Newmark-Beta时程积分方法与Lax-Wendroff差分格式,提出了概率密度演化方程的数值分析方法.通过与Monte Carlo分析方法对比,表明所给出的概率密度演化方法具有良好的计算精度和较小的计算工作量.研究表明:随机结构非线性动力响应概率密度具有典型的演化特征,随着时间增长,概率密度曲线分布趋于复杂.  相似文献   

11.
桥梁结构移动平稳随机荷载识别新方法   总被引:4,自引:2,他引:2  
移动的平稳随机荷载对简支梁的作用,相当于固定的调制函数已知的非平稳随机荷载对简支梁结构的作用.本文以此为基础,研究了移动平稳随机荷载的识别问题.首先基于虚拟激励法的思想,利用特征值分解及奇异值分解技术,由虚拟位移响应反演虚拟广义坐标,有效地避免了矩阵求逆,得到高精度的广义坐标谱;同时利用Wiener-Khintchine关系及Duhamel积分,由广义坐标谱值反演得到平稳随机激励谱密度.仿真算例表明,只要适当地选取参振振型及测点位置,本文方法可以有效地识别桥梁结构的移动平稳随机荷载.  相似文献   

12.
The paper analyses theoretically the surface vibration induced by a point load moving uniformly along a infinitely long beam embedded in a two-dimensional viscoelastic layer. The beam is placed parallel to the traction-free surface and the layer under the beam is assumed to be a half space. The response due to a harmonically varying load is investigated for different load frequencies. The influence of the layer damping and moving load speed on the level of vibrations at the surface is analysed and analytical closed form solutions in the integral form for the displacement amplitude and the amplitude spectra are derived. Approximate displacement values depending on Young’s modulus and mass density of layers are obtained. The mathematical model is described by the Euler–Bernoulli beam equation, Navier’s elastodynamic equation of motion for the elastic medium and appropriate boundary and continuity conditions. A special approximation method based on the wavelet theory is used for calculation of the displacements at the surface.  相似文献   

13.
电缆沿桥跨海铺设是海缆铺设的一种新的形式, 针对由汽车和列车交通载荷诱发的沿跨海桥梁敷设电缆的振动问题, 建立了桥梁-电缆的整体组合结构分析模型, 将汽车和列车的作用载荷简化为移动的随机集中载荷序列, 发展虚拟激励法(pseudo-excitation method, PEM)用于分析移动随机载荷作用下电缆位移和应力响应的标准差及演变功率谱 (power spectral density, PSD), 并研究了汽车和列车运行速度对电缆动力响应标准差的影响. PEM将移动随机载荷问题转化为特定频率简谐移动载荷作用下的动力响应分析, 能够计算得到与Monte Carlo (MC) 方法非常吻合的电缆动力响应标准差, 但所需的时域响应分析次数远少于MC方法. 数值结果表明, 随着汽车和列车运行速度的提升, 电缆位移和应力标准差呈现增大的趋势; 在汽车和列车交通载荷作用下, 铝护套的位移标准差和功率谱的值比缆芯要大, 这可能会使得电缆的疲劳破坏首先发生在铝护套层, 本文工作对电缆沿桥跨海铺设实际工程具有一定的借鉴意义.   相似文献   

14.
We consider the problem of the nonlinear response of a Rayleigh beam to the passage of a train of forces moving with stochastic velocity. The Fourier transform and the theory of residues are used to estimate the mean square amplitude of the beam, while the stochastic averaging method gives the stationary probability density function of the oscillations amplitude. The analysis shows that the effect of the load random velocities is highly nonlinear, leading to a nonmonotonic behavior of the mean amplitude versus the intensity of the stochastic term and of the load weight. The analytic approach is also checked with numerical simulations. The effect of loads number on the system response is numerically investigated.  相似文献   

15.
I.IntroductionAninfinitebeamonelasticfoundationnotonlycanbelookedonasdynamicmodelforaSuspensionbridgeoratensiondiagonalbridgel']butalsocanbeusedindynamicsanalysistoarailtrack,therefore,dynamicresponseofinfinitebeamundermovillgloadhasbecomethefocusofdiscussioninpastseveraldecades.TheproblemalsohasbeeninvestigatedbyTimoshenko12j,Frybal'],Steelel'],Lee15],etal.Wefind,however,thatallofthestudiesonthissubjectonlydiscussedmovingpointloadproblem.Actually,eitherautomobileloadoratrainloadisalinedist…  相似文献   

16.
By introducing the equivalent stiffness of an elastic half-space interacting with a Timoshenko beam, the displacement solution of the beam resting on an elastic half-space subjected to a moving load is presented. Based on the relative relation of wave velocities of the half-space and the beam, four cases with the combination of different parameters of the half-space and the beam, the system of soft beam and hard half-space, the system of sub-soft beam and hard half-space, the system of sub-hard beam and soft half-space, and the system of hard beam and soft half-space are considered. The critical velocities of the moving load are studied using dispersion curves. It is found that critical velocities of the moving load on the Timoshenko beam depend on the relative relation of wave velocities of the half-space and the beam. The Rayleigh wave velocity in the half-space is always a critical velocity and the response of the system will be infinite when the load velocity reaches it. For the system of soft beam and hard half-space, wave velocities of the beam are also critical velocities. Besides the shear wave velocity of the beam, there is an additional minimum critical velocity for the system of sub-soft beam and hard half-space. While for systems of (sub-) hard beams and soft half-space, wave velocities of the beam are no longer critical ones. Comparison with the Euler-Bernoulli beam shows that the critical velocities and response of the two types of beams are much different for the system of (sub-) soft beam and hard half-space but are similar to each other for the system of (sub-) hard beam and soft half space. The largest displacement of the beam is almost at the location of the load and the displacement along the beam is almost symmetrical if the load velocity is smaller than the minimum critical velocity (the shear wave velocity of the beam for the system of soft beam and hard half-space). The largest displacement of the beam shifts behind the load and the asymmetry of the displacement along the beam increases with the increase of the load velocity due to the damping and wave radiation. The displacement of the beam at the front of the load is very small if the load velocity is larger than the largest wave velocity of the beam and the half space. The results of the present study provide attractive theoretical and practical references for the analysis of ground vibration induced by the high-speed train.  相似文献   

17.
针对梁式结构受移动荷载作用的非平稳随机振动问题,提出了一种综合利用微分求积法和虚拟激励法DQ-PEM的新方法。梁式结构受移动荷载作用的振动控制方程为含Dirac函数的偏微分方程,利用微分求积(DQ)-积分求积法(IQ)法将其振动控制方程转化为不含Dirac函数的常微分方程。同时,将表示荷载位置变化的Dirac函数视为移动荷载的非平稳化函数,再结合虚拟激励法的思想,可得梁式结构在确定性荷载作用下的虚拟响应,进而得到其非平稳随机响应。通过工程算例验证了该方法的准确性与有效性,并进一步讨论了不同速度和不同边界条件下梁式结构受移动荷载作用的随机振动问题。  相似文献   

18.
高速荷载下多孔饱和地基的动力响应   总被引:8,自引:0,他引:8  
金波 《力学季刊》2004,25(2):168-174
研究高速荷载作用下梁与多孔饱和半空间的动力响应。由Fourier变换求解多孔饱和固体的动力基本方程,根据梁与半空间的接触条件得出多孔饱和半空间上梁的垂直位移的表达式。文中的数值算例考虑了荷载移动速度对梁的动力位移的影响,并与相应的弹性半空间问题作了对比。从算例中可以发现荷载移动速度对动力位移有很大的影响,当移动速度与半空间的表面波速相近时,地面会当产生很大的振动,同时还发现当速度大于介质的剪切波速时,多孔饱和半空间上梁的动力响应与弹性半空间上梁的动力响应有很大的差别。  相似文献   

19.
Antonini  A.  Gioffrè  M.  Gusella  V. 《Nonlinear dynamics》2002,28(1):83-102
This paper deals with the static and dynamic response of acantilever beam affected by Gaussian and non-Gaussian vectorprocesses. The load is modeled by three different correlationstructures based on the second-order Markov process, and thenon-Gaussian random features are described by translationprocesses. Both the linear and geometrically nonlinear behaviorare described using the finite element approach, and the beammechanical characteristics (natural frequencies and damping) arevaried to investigate their influence on the response. Finally,the Monte Carlo approach is used to estimate the responsestatistics. The transverse displacement and the bending moment atthe beam joints are used to summarize the obtained results interms of skewness and kurtosis coefficients, and probabilitydensity functions. The study presented in this paper providesinformation on the influence of the load nature and the structuralbehavior on the response random features.  相似文献   

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