安装固定气动翼板的大跨桥梁抖振分析

建立了安装固定气动翼板的大跨桥梁多模态耦合抖振分析框架，推演了作用在整个桥梁-气动翼板系统上的抖振力和自激力的显式表达式，考虑了多模态耦合效应．基于有限元法，作用在主梁-气动翼板系统上的抖振力转化为节点力，进一步得到作用在整个桥梁上的抖振力并导出了其功率谱密度矩阵；作用在主梁．气动翼板系统上的气弹自激力转化为节点力，并将其表达为气弹刚度矩阵和气弹阻尼矩阵．通过组集得到系统的运动方程，然后运用虚拟激励法在频域计算系统的抖振响应．以某大跨斜拉桥为例进行研究，结果表明：在主梁下方安装-对固定气动翼板后，主梁的扭转角位移、角加速度以及侧向加速度响应能够得到有效控制。     

大跨悬索桥抖振内力响应分析

基于虚拟激励法和有限元法,在频域建立了一种新的桥梁抖振内力响应分析的随机振动方法。该方法与传统随机振动方法相比具有如下两个特点:(1)单元抖振内力响应同时考虑了保留模态多模态耦合产生的动力效应和保留模态外高频模态产生的拟静力效应;(2)单元抖振内力响应同时考虑了单元杆端位移产生的单元杆端力和单元上分布荷载产生的单元固端力。以香港青马悬索桥为例,分析了保留模态多模态耦合产生的动力效应、高频模态拟静力效应、单元上分布荷载产生的单元固端力及主缆上的抖振荷载等因素对主梁抖振内力响应的贡献。结果表明:保留模态多模态耦合产生的动力效应对主梁抖振内力响应占据主导地位,高频模态拟静力效应、单元上分布荷载产生的单元固端力等因素对主梁抖振内力响应均有一定的影响,主缆上的抖振荷载对主梁侧向抖振内力响应有较大贡献。     

桥梁多模态耦合抖振控制方法研究

目前已证实调谐质量阻尼器(TM D)可以有效控制桥梁抖振响应,并已在工程中得到应用。然而,传统桥梁抖振被动控制理论是基于单模态叠加SRSS法,无法考虑多模态参与作用和模态间气动耦合效应,本文基于Scan lan多模态耦合抖振理论和多重调谐质量阻尼器(M TM D)被动控制理论,提出一种桥梁多模态耦合抖振M TM D控制方法,该方法可以考虑多模态参与作用、模态间气动耦合效应和单模态中各模态位移分量的气动耦合,且对各TM D在主梁上的安装位置没有任何限制。本文最后采用时域仿真方法对该方法进行了验证,两者计算结果吻合良好,表明本文所提出的方法的正确性。     

基于首超破坏机制的大跨斜拉桥抖振动力可靠性分析

分别采用泊松分布和马尔可夫过程，给出了在一次强风作用下以及在设计基准期内桥梁结构某一特定截面或节点的抖振动力可靠性分析方法。然后，考虑斜拉桥的结构特点及其承受风荷栽的具体情况，确定了以斜拉桥的主梁系统为研究对象的结构体系抖振动力可靠性分析模型。在此基础上，采用串联失效模式，建立了斜拉桥主梁系统抖振动力可靠性分析过程。本文采用有限元法分析结构的空气静力响应。为了快速、准确地计算结构的抖振响应，考虑气弹力与抖振力的联合作用以及多模态耦合效应，采用有限元法和虚拟激励法相结合分析结构的抖振响应。最后，以某大跨斜拉桥为工程背景，对其主梁系统进行了基于刚度要求的抖振动力可靠性分析。     

大跨悬索桥三维非平稳耦合抖振分析

基于Priestley(1967)演变功率谱模型，并采用Lin和Yang(1983)的建议，建立了脉动风速的非平稳功率谱模型。依据此模型，采用三维有限元法，建立了大跨桥梁非平稳耦合抖振运动方程。然后，将虚拟激励法和精细时程积分法相结合，建立了求解桥梁三维非平稳耦合抖振运动方程的快速算法。以某大跨悬索桥为例，分析了该桥的非平稳耦合抖振响应，并与平稳耦合抖振响应进行了比较。计算结果表明：随着脉动风速平稳部分持时的增大，非平稳抖振分析结果逐渐收敛于平稳抖振分析结果；但若脉动风速的平稳部分持时较短，非平稳抖振分析结果将低于平稳抖振分析结果。     

大跨度桥梁多模态耦合颤振DTMD控制研究

DTMD是一种具有双频率的调谐质量阻尼器，与普通TMD相比，可以同时实现对主梁竖向和扭转运动的控制，具有较高的控制效率。本文基于多模态耦合颠振理论，导出带有DTMD的桥梁颠振系统运动微分方程，采用PK—F法求解系统颠振运动微分方程，并编制了多模态耦合颠振DTMD控制和参效分析程序，以崖门斜拉桥为算例，分析了DTMD对桥梁颤振控制的有效性并与普通TMD进行了对比，计算结果表明与传统TMD相比，DTMD对桥梁颠振具有更高的控制效率。     

雷诺数效应对翼型抖振特性的影响

飞行器抖振是一种非线性气动弹性问题,当飞行器进入抖振阶段时,将会对飞行器的性能产生严重影响。而在跨声速条件下,激波附面层相互作用会诱导机翼抖振。本文开展了跨声速条件下翼型抖振特性雷诺数效应的实验研究,揭示了翼型跨声速抖振起始迎角、激波运动前缘边界、频谱特性、抖振频率与雷诺数变化的基本规律。结论如下:雷诺数变化会导致抖振起始边界的改变,对抖振起始迎角下的功率谱密度峰值有明显影响;随着雷诺数的增大,激波运动的前缘后移。雷诺数变化对抖振频率有明显影响,随着马赫数增大,雷诺数效应增强。     

基于虚拟激励法的空间网格结构风致抖振响应分析

基于虚拟激励法理论,推导了空间网格结构的抖振响应计算公式,公式中自动包含了激励之间的非完全相关性、振型之间耦合项的贡献。根据虚拟激励法直接求解出位移均方根的特点,推导了适用于多振型参振的脉动风等效静力荷载及相应的荷载风振系数计算公式。在此基础上,利用Matlab编制了相应的计算程序,并进行了算例验证与分析。算例分析验证了本文理论及程序的正确性,也表明本文方法具有很高的计算效率。本文工作为进一步系统研究大跨网格结构的风振随机响应打下了良好的基础。     

大跨度悬索桥施工状态气动弹性模型风洞试验研究

本文通过桥梁气动弹性模型风洞试验，给出了汕头海湾大桥施工状态的颤振、抖振特性．     

飞机抖振问题研究进展

介绍了目前国内外对于飞机抖振问题研究的进展.主要介绍了目前国外对于飞机跨音速激波-附面层相互作用诱导的机翼抖振、低速大攻角下分离流诱导的机翼抖振、垂尾抖振的试验和理论研究方法、研究成果以及发展趋势.另外,也简单介绍了垂尾抖振减缓的几种方法,并对这些方法作了评述.     

结构关心截面内力、位移混合调整计算的影响矩阵法

在大跨径桥梁等结构的设计和施工控制中,经常要通过调整某些截面的位移或内力,来使另一些关心截面的内力或位移达到指定值。计算被调截面的位移或内力问题较复杂,本文提出这种计算的影响矩阵法,并就考虑结构几何非线性时的计算问题,提出探讨性建议。     

Stochastic seismic response of long-span structures

In this paper, dynamic responses of long-span structures subjected to the action of earthquake with realistic wave speed are analysed. The horizontal or vertical ground motion due to earthquakes is assumed to be a stationary stochastic process, and the seismic waves travel along a horizontal straight line. Expressions for calculating the psd(power spectral density) matrices of structural displacements and internal forces are derived based on three dimensional FEM structural models with the ground motion phase-lags taken into account. A numerical example is given which shows that it is of great importance to consider the effect of the ground motion phase-lags for long-span structures.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China.     

基于六面体网格的向量式有限元分析及应用

基于向量式有限元基本原理，给出了八节点六面体等参实体单元的基本公式，通过投影方式将空间曲面六面体转换为投影六面体，采用参考面的逆向运动求解节点纯变形，通过单元形函的虚功方程计算节点内力；针对坐标模式和内力积分模式等关键问题提出了有效的处理方案。编制了六面体实体单元的数值计算程序，并进行工程结构算例分析。结果表明，所编制程序可有效模拟实体结构的静力、动力及大变形大位移行为分析，验证了本文理论和程序的正确性和实用性。     

基于SE(3)群局部标架的5/6 Dofs CB壳单元

基于李群局部标架(local frame of Lie group,LFLG)的多柔体系统动力学建模方法可自然消除刚体运动带来的几何非线性,使系统的广义弹性力、广义惯性力及其雅可比矩阵满足刚体运动的不变性.本文融合李群局部标架思想和基于连续体(continuum-based,CB)的壳理论,提出基于SE(3)群局部标架...     

Differential-algebraic approach to large deformation analysis of frame structures subjected to dynamic loads

A nonlinear mathematical model for the analysis of large deformation of frame structures with discontinuity conditions and initial displacements, subject to dynamic loads is formulated with arc-coordinates. The differential quadrature element method （DQEM） is then applied to discretize the nonlinear mathematical model in the spatial domain, An effective method is presented to deal with discontinuity conditions of multivariables in the application of DQEM. A set of DQEM discretization equations are obtained, which are a set of nonlinear differential-algebraic equations with singularity in the time domain. This paper also presents a method to solve nonlinear differential-algebra equations. As application, static and dynamical analyses of large deformation of frames and combined frame structures, subjected to concentrated and distributed forces, are presented. The obtained results are compared with those in the literatures. Numerical results show that the proposed method is general, and effective in dealing with disconti- nuity conditions of multi-variables and solving differential-algebraic equations. It requires only a small number of nodes and has low computation complexity with high precision and a good convergence property.     

Method of equilibrium differential equation for analysis of strength of large deflection drill string

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｒｉｌｌｓｔｒｉｎｇｉｓｍｏｒｅｅａｓｉｌｙｄａｍａｇｅｄｓｏｔｈａｔａｃｃｉｄｅｎｔｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｃｃｕｒｓｍｏｒｅｏｆｔｅｎｉｎｌａｔｅｒａｌｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｔｈａｎｉｎｇｅｎｅｒａｌｗｅｌｌｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｄｒｉｌｌｓｔｒｉｎｇｉｓｓｍａｌｌａｎｄｔｈｅｌａｒｇｅｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｌｏａｄｓｏｎｄｒｉｌｌｓｔｒｉｎｇａｒｉｓｅｓｂｙｔｈｅｗｅｌｌｂｏｒｅｏｆｖｅｒｙｌａｒｇｅｃｕｒｖａｔｕ…     

回传波矩阵法在杆系结构静力分析中的应用

回传波矩阵法最初是由Pao等人分析二维框架结构动力响应时提出的。对于三维杆系结构的静力分析，为了确定结构的位移和内力，先要建立传递分配矩阵和载荷源向量，这可通过列出所有节点的静力平衡方程和位移协调方程来实现。同时，通过分析每根杆近端位移和远端位移的关系，建立结构的回传波矩阵（重分配矩阵）。在此基础上求解线性方程组，就可以得到结构的位移和内力。本文推导了空间杆系结构的有关矩阵方程式，并给出了一固定梁的两端弯矩求解算例。     

滑动轴承非线性油膜力的神经网络模型

在已有的滑动轴承非线性油膜力数据库基础上 ,将轴承的位置和速度参数加以综合 ,利用变量状态空间变换将分段的油膜力数据转换成连续的数据空间 ,建立非线性油膜力连续型数据库和相应的网络模型 .以圆轴承 -转子系统为例 ,分别采用有限差分法、数据库法和 BP网络模型计算了轴承系统的非线性油膜力和轴心轨迹 .结果表明 ,网络模型计算结果与基于数值方法的结果较为吻合 ,可以显著地提高轴承系统的计算效率