斜拉索基于最优控制力的振动控制

采用Spencer的MR模型对斜拉索和MR阻尼器组成的系统进行了动力分析.基于最优控制力将主动控制算法(线性最优控制算法、特征结构配置法)与施加电压的切换方法(剪切优化控制法、基于阻尼器出力和速度法)有机结合,并考察了MR阻尼器安装位置、斜拉索基频及激励荷载大小等各种因素对MR阻尼器制振效果的影响.研究结果表明:MR阻尼器对斜拉索半主动控制的减振效果优于最优的被动控制,并优于最优的粘性油阻尼器.     

多指标约束的斜拉索滑模非脆弱减振控制

为了提高斜拉索-磁流变阻尼器减振控制系统的稳定性, 提出了一种多指标约束的滑模非脆弱减振控制算法. 基于线性矩阵不等式(LMI), 利用H∞性能指标和保性能指标分别用来抑制外界扰动, 保证系统渐近稳定且具有一定上界指标, 并以区域极点配置表征减振控制稳定性与快速性, 方差表征小振幅和振动速度. 将非脆弱状态反馈控制与滑模控制相结合, 得到了多指标约束的滑模非脆弱减振控制算法设计形式及方法. 在强度为0.1002高斯白噪声随机扰动下, 对某跨海大桥C18、C13号斜拉索进行算例仿真. 结果表明, 该算法不仅使减振控制系统具有较优的保性能上界指标和较小的抗扰性能指标, 同时使拉索振动状态幅值降低91.11%~92.50%, 收敛时间缩短76.67%~84.00%.     

基于K-L分解的斜拉索-磁流变系统建模及减振控制研究

针对斜拉索-磁流变阻尼器系统, 提出一种数据驱动的分布参数系统建模方法. 利用K-L时空分解方法得到表征系统空间结构的空间基函数, 将其与系统输出作内积求出表征系统状态幅值的时间序列, 根据时间序列和外载荷等数据信息, 利用递推最小二乘算法辨识时域ARMAX模型, 将空间基函数与时域ARMAX模型进行空间重构得到空间ARMAX模型, 最后对该时域ARMAX模型进行预测控制. 实验结果表明 建立的分布参数系统模型计算量小、精度高, 可以满足实际工程要求; 采用的预测控制方法能够对斜拉索-磁流变阻尼器分布参数系统模型进行有效的减振控制.     

基于ARM+DSP索力检测技术的研究与应用

针对斜拉索的基频检测系统进行了研究,提出基于ARM+DSP的拉索振动信号分析检测技术.首先分析了前端振动信号的采集方法和信号处理技术,然后在ARM+DSP平台中进行基频分析算法的实现与优化,最终选取SEED-DEC138工业参考设计平台,并利用双核芯片进行关键模态分析算法的移植优化以及预处理算法的开发,实现了一种新的斜拉索振动信号处理系统.试验结果表明:新系统既能保证较高的检测精度,同时也能保证很好的实时性.     

弹性边界条件下斜拉索弯曲振动特性建模与索力分析

针对斜拉索索力估算不准问题,提出一种基于伽辽金原理的弹性边界条件下拉索振动特性分析模型和索力估算分析方法.建立弹性约束边界的斜拉索弯曲振动预测模型,采用切比雪夫级数研究振型函数,推导拉索振动特征方程,通过虚位移原理构建有限个自由度系统,求解拉索振动前n阶固有频率和主振型,以精确计算拉索索力;对比分析已有文献解析求解的计算结果,验证在固支-固支、固支-简支两种经典边界条件下应用本文方法的有效性;改变拉索边界约束的拉伸刚度和扭转刚度,研究其对振动特性影响的变化规律;分析估算当拉索固有频率在±3%范围内变化时索力的变化情况.最后,搭建拉索振动试验平台,通过试验结果与计算结果对比验证本文方法的正确性.结果表明:当拉索边界为固支-固支时,估算索力最大误差为-7.83%～8.17%,当边界为固支-简支时,估算索力最大误差为-6.83%～6.69%,误差变化了-1.00%～1.48%.以上分析表明,应根据拉索两端的实际边界约束情况来计算相应的索力.     

基于多策略判决的斜拉索参数识别系统研究

鉴于传统斜拉索监测系统中采用的模态参数识别方法对信号处理误差较大、系统的鲁棒性较差的问题,通过对多种模态分析算法的比较并结合综合的判决条件得出较准确的模态参数,设计并实现了基于多策略判决的斜拉索参数识别系统实现信号管理及分析处理,并将结果以GUI界面予以显示.进行了实际工程的应用测试,测试表明该系统的分析处理能使基频值更加精确,并具有很好的时效性和可操作性.     

移动力作用下考虑自由振动与阻尼影响的简支梁桥动力响应理论解

对于移动力作用下简支梁的振动,推导了考虑阻尼和自由振动影响的动力学方程用以研究简支梁桥在车辆荷载作用下的动态挠度响应,并通过动力学有限元方法验证了该理论解的可靠性.利用该理论解探讨了影响车辆荷载冲击系数的主要因素,包括车辆的速度、桥梁的自振频率、结构材料类型和阻尼等,所得结论可为桥梁结构的减振降噪提供参考.     

弹性约束边界条件下拉索结构横向振动特性分析

在拉索两端引入线性约束弹簧和扭转约束弹簧,通过对弹簧设置相应的刚度系数,得到弹性边界条件包括经典边界条件下的拉索横向振动模型.振动位移采用切比雪夫级数展开,使得横向位移在整个求解域内足够光滑.对不同边界条件下的拉索横向振动进行了研究,研究结果与参考结果的良好吻合验证了所构造模型的正确性;并进一步对线性约束弹簧刚度和扭转约束弹簧刚度对拉索横向振动特性的影响进行了分析.研究结果表明,边界条件对拉索振动固有频率的影响不可忽略.     

基于特征系统实现算法的嵌入式桥梁远程索力检测系统

设计了一个基于模态分析技术的嵌入式索力检测系统.其选择使用具有较好性能及计算精度的特征系统实现算法识别拉索的各阶模态频率,并利用基于频域平滑的重采样技术和随机减量技术对振动信号预处理以得到自由响应信号;基于ARM芯片和Linux平台,使用嵌入式J2SE技术开发实现了监测系统,并进行了实际工程应用测试.结果表明:在嵌入式系统中实现的预处理算法和特征系统实现算法能够较精确地识别出大多数情况下拉索振动信号的基频值,并据此计算出索力值,设计的嵌入式索力检测系统具有有效性和实用性.     

简支梁桥车桥耦合振动响应

车桥耦合系统以车轮与桥面的接触点为界限,将车桥耦合整体系统划分为车辆系统和桥梁系统两个独立系统,建立车辆运动平衡方程与桥梁运动平衡方程,通过桥梁接触点的位移协调条件及车辆在桥面接触点产生的相互作用力进行将两者进行联系,将其联立即为车桥耦合运动平衡方程组,通过采用迭代法进行计算求出车桥耦合系统的振动响应。更多还原     

车载动力电池振动特性分析

车载动力电池是新能源汽车的能源供应系统,行车过程中的振动、冲击激励可能导致相应的故障,甚至安全事故。据此,将电池--车辆简化为五自由度系统并开展振动特性研究,通过拉普拉斯变换将振动微分方程化为五元一次方程组,利用Matlab符号运算获得传递函数表达式,并对螺栓联接电池组安装方案进行分析,获得其振动的幅频特性曲线,结果表明其敏感频率与路面激励、座椅频率相近,据此分析位移传递函数随安装刚度、阻尼变化曲线,依据该曲线可选择合理的安装刚度和阻尼。     

轨道交通邻近建筑的砂袋垫层多维隔振试验研究

修建了足尺隔振建筑模型, 通过现场试验分析了砂袋垫层对竖向和水平向多维轨道交通环境振动的实际隔振效果. 结果表明: (1)砂袋垫层的压缩和剪切模量较小, 且等效阻尼比较大; (2)应用砂袋垫层后, 隔振频率远低于楼盖竖向和建筑物水平向的自振频率, 且远离轨道交通环境振动的主振频率; (3)应用砂袋垫层隔振措施后, 建筑室内的竖向和水平向加速度峰值减幅分别达79%和60%; (4)与此同时, 室内的竖向振动1/3倍频程分频振级减小近15dB, 水平向分频振级减小近12dB. 由此可知, 砂袋垫层可显著提升轨道交通多维激励下邻近建筑的室内舒适度.     

大型环状索杆结构的几何非线性稳定性分析

研究了大型环状索杆张力结构这一新结构的几何非线性稳定性能，为其应用于实际工程提供了理论基础，采用索元、梁元、杆元混合非线性有限元法，探讨了10种布索工况以及不同矢跨比下结构的几何非线性稳定性。结果表明，适当地布索可显著地提高结构的稳定性，同时布置环索和斜索或者同时布置环索和径向索时结构的承载能力分别是无索时的8．9倍、8．75倍，其中内环索对结构稳定性能的影响尤为重要；此外，在矢跨比为7／30左右时，该结构有最佳的稳定性能。     

基于梁格法的某简支板梁桥荷载研究

以某简支板梁桥为例,利用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间梁格模型,分析了该桥的静力特性、动力特性,得到相应的理论值,并与实测值进行比较,对新建桥梁结构做出性能评估.结果表明:该桥整体刚度较大,承载能力较好,结构具有一定的安全储备.     

多室正交异性板箱形梁桥剪滞的半解析法

将带有纵向加劲肋的多室梯形箱形梁桥作为正交异性板折板结构考虑,采用艾瑞应力函数法给出了平面应力状态时正交异性板一般边界条件下的二维应力及位移的解析表达式一般形式。然后根据板梁在二者连接处的纵向线应变与侧向曲率两个形变协调条件解出了多室正交异性板箱形梁桥的应力分布与剪力滞后的半解析公式,使用时采用类似于有限条法的步骤计算,但输入数据和运算时间却很少。该方法兼有解析法精确条理与数值法方便灵活的特点,可推广应用于高层筒体结构和带有曲线预应力钢索的箱形梁桥等。     

预制桥墩节段节点抗剪性能研究—–拟静力试验

预制节段拼装桥墩在节段接缝处混凝土断开, 仅通过纵向钢筋和剪力键连接相邻节段, 节点抗剪承载能力是设计工程师所关心的关键设计变量. 通过拟静力单调加载直接剪切试验研究了3组节段节点的抗剪性能, 试验参数包括剪力键的数量和长度、平接缝、接触面约束应力等. 分析了试验得到的剪切力—滑移曲线、受力阶段和破坏机理, 根据试验结果的回归分析得到了预制节点抗剪承载力经验公式, 并与AASHTO和已有文献中的回归公式进行了比较. 结果表明, 带剪力键试件的剪切破坏形式为多个阳齿的剪断和单个阴齿的斜裂缝, 平接缝试件的剪切破坏形式为滑移和截面的拉伸裂缝, AASHTO公式计算结果与试验结果趋势一致. 多剪力键干接缝试件发展了较好的延性剪力—滑移响应, 可作为推荐的预制拼装桥墩接缝构造形式.     

索杆张力结构几何稳定性分析

索杆张力结构是指由张力索和压杆组成的、具有预应力自平衡的新颖结构体系. 本文详细阐述这种结构的基本概念和结构特征 ,讨论结构静动定体系特性和几何稳定性判定分析方法,指出索杆张力结构应具有一阶无穷小机构的几何稳定体系. 文中采用奇异值分解方法计算结构平衡矩阵的秩,并计算独立机构位移模态和自应力模态. 最后 ,对几种典型的索杆张力结构进行了算例分析.