烟囱抗震动力计算的BASIC程序

利用虚功法,并不考虑纯弯曲型杆件的剪切影响,求出烟囱各分段质量处的位移。再利用柔度矩阵列出多自由度体系的自由振动方程[u] {A~(r)}=入{A~(r+1},式中[u]为质量柔度矩阵,仅与质量分布及刚度有关。按照所要求的精度反复迭代,并利用振型正交性,求得第一、二、三振型的频率ω_j及周期T_j。最后按振型组合求出各截面的内力。     

水平弹性支撑圆拱的动力特性研究

用柔度法建立了水平弹性支撑拱结构的自由振动方程,考虑了拱脚处集中质量的附加惯性力. 计算分析了水平弹性支撑对两铰圆拱固有特性的影响,水平弹性支撑会使拱结构的自振频率减小,当拱结构的矢跨比为0.1 左右时影响最为显著,同时还会改变拱结构的振动形态,尤其在高阶振型中将完全按照梁的特点振动.分析了圆弧梁与两铰圆拱的振动内力特点,提出了柔度系数的概念,经过计算得到了水平弹性支撑拱转化为两铰圆拱和圆弧梁的临界柔度系数以及对应的临界刚度系数.     

基于简化模型的超高层结构传感器优化布置

对于自由度较多的超高层结构,传感器优化布置时应考虑多阶模态振型.由于存在空间耦合振动,根据振型质量参与系数难以准确选择出结构弱轴方向的高阶振型.基于等效刚度参数识别法,本文提出了一种将有限元模型沿弱轴方向先简化为等效串联多自由度体系,然后根据简化结构的物理参数来计算弱轴方向振型矩阵的方法,有效地解决了这一问题.以某超高层结构为例,根据计算得到的系统振型矩阵,首先由其转置的列主元QR分解得到传感器的初始布置方案,然后以模态置信度(MAC)矩阵的最大非对角元为目标函数,采用逐步累积算法逐步增加可降低此初始布置MAC非对角元的结构自由度,并考虑经济性因素,最终确定出了传感器的布置方案.     

基于聚类算法和自由度集结的柔性结构模型降阶研究

提出了采用k-means聚类算法对动力相似自由度进行自动集结的模型降阶方法。考虑动力荷载空间分布,给出了根据模态参与系数选取原模型重要模态的方法,并讨论了次要方向自由度舍弃的方法。根据重要模态中各自由度振型值的相似性,应用聚类算法对自由度进行自动分类,从柔度矩阵元素的定义入手推导了结构矩阵显式条件下柔度法降阶的统一表达式,并证明了降阶模型的正定性、对称性及正交关系。最后通过一榀40层混凝土框架结构模型由240自由度降阶为8自由度的算例,说明了柔度法降阶的有效性及降阶模型评判指标的合理性。     

横观各向同性圆球壳的自由扭转振动

本文用弹性动力学理论研究横观各向同性圆球壳的轴对称自由扭转振动问题,求出位移和应力的解析表达式,揭示了壳体在子午线方向和半径方向的耦合振动特性,文末算例给出不同几何尺寸和材料性质圆球壳固有频率和振型的数字计算结果.     

瑞雷优化迭代法

提出一种近似计算多自由度系统固有频率及振型的新方法.将参数优化与瑞雷法相结合,迭代求解系统的各阶固有频率和振型,可达到任意要求的精度。本文方法具有计算简单和占内存小的特点,为在小型微机或可编程计算器上分析大型复杂多自由度系统的振动特性提供了新途径.     

用振动试验方法测定羽毛球拍杆的刚度

将羽毛球拍杆简化为单自由度弹簧质量系统,用振动试验方法测出系统的固有频率,用于计算羽毛球拍杆的抗弯刚度,并以此作为评定羽毛球拍杆软硬度的指标. 振动试验方法方便、准确,可用于代替现行弹性测试法,作为测定羽毛球拍杆软硬度的标准.     

利用线性模型估计的传感器优化布置算法

提出了一种基于线性模型估计的传感器布置算法.首先根据线性模型估计理论,将待监测的目标模态振型视为线性模型的设计矩阵;然后利用奇异值分解的算法,将设计矩阵分解,根据分解的前几个左奇异向量来计算各个自由度对于目标模态振型的贡献;用迭代算法来求出最优的传感器布置方案;最后,用两个算例表明该方法的有效性.     

用振型分析法求响应时初始条件的变换

一个n自由度的系统受外力激励产生振动时,其响应往往以低频振动为主,高阶振动的分量只占次要地位.对实际工程结构来说,由于阻尼的作用,高频振动不但振幅小,而且衰减也快,因此可以略去不计.针对这种情况采用振型分析法来求响应是很有利的,此时只需先求出在响应中占主要地位的前s 阶固有频率和振型,再算出前s 阶振动在响应中各自所占的分量即可.因为s<< 阶振型,振型矩阵不是完备的.为了解决这一问题,本文拟从系统能量的角度出发,导出一个合理、简便的初始条件的变换式.> ...     

基于有限测点信息的结构损伤识别柔度法

利用有限测点获得结构的模态参数,提出了基于有限测点的结构损伤识别的柔度法。该方法是通过仅考虑结构柔度的灵敏度分析,以结构各自由度的损伤信息为条件,选择对结构柔度变化敏感的自由度为测点,并利用有限测点的信息提出了结构完备模态振型的重建技术。在此基础上,对柔度矩阵做关于结构物理参数变化量的一阶泰勒展开,来确定结构单元的损伤因子对结构进行损伤识别。从而实现利用结构有限测点的模态信息来识别结构的损伤,解决了测试结构的模态振型的不完整给结构的损伤诊断带来的困难。通过数值算例说明了该方法的有效性。     

用振型分析法求响应时初始条件的变换

一个n自由度的系统受外力激励产生振动时,其响应往往以低频振动为主,高阶振动的分量只占次要地位.对实际工程结构来说,由于阻尼的作用,高频振动不但振幅小,而且衰减也快,因此可以略去不计.针对这种情况采用振型分析法来求响应是很有利的,此时只需先求出在响应中占主要地位的前s 阶固有频率和振型,再算出前s 阶振动在响应中各自所占的分量即可.因为s<相似文献   

振型归一化对梁结构柔度曲率损伤指标的影响

结构柔度矩阵需由质量矩阵归一化振型获得,而质量矩阵归一化振型难以直接测得,限制了柔度曲率类损伤指标的应用。为分析振型归一化方法对梁结构柔度曲率类损伤指标的影响,根据梁结构的刚度、弯矩和位移曲率的关系,建立了均布荷载作用下结构损伤前后位移曲率与损伤程度的理论表达式,实现定量分析均匀荷载面曲率结构损伤程度。提出P-范数振型归一化方法,通过均匀荷载面曲率指标推导了振型质量矩阵归一化系数差x_α与损伤程度的关系。以三跨连续梁算例对理论进行了验证,结果表明,损伤程度定量指标效果良好,不同P-范数振型归一化方法下,损伤程度的偏差可由2x_α估算;2-范数振型归一化方法的损伤识别结果与质量矩阵振型归一化结果最接近,故当无法获得质量矩阵归一化振型时,可采用2-范数归一化振型代替。     

自由度缩聚的柔度损伤诊断法

为了提高结构在模型自由度缩聚情况下的损伤识别结果的精度,本文推导了基于改进Guyan 缩聚法的结构振动方程式．通过求解振动特征方程,利用其特征值和特征向量构建结构缩聚后的柔度矩阵表达式,并引入结构缩聚后的柔度曲率矩阵差和柔度曲率矩阵变化率两个损伤指标,将引入的新损伤指标应用于平面桁架的损伤识别．研究表明：不管是单损伤还是多损伤,仅仅需要一阶模态参数,利用其引入的新损伤指标就可以精确地识别出损伤杆单元位置．即使在高强度噪音的影响下,也保证了其损伤识别结果的精确性．验证了本文基于改进的Guyan 缩聚法推导出的损伤指标具有较好的损伤定位性能和较高的抗噪性能．     

下卧刚性基岩的饱和地基上基础的动力分析

采用积分变换与积分方程研究了单层饱和地基上刚性基础的竖向振动问题，首先从饱和土的动力控制方程出发，考虑混合边值条件，获得了一组描述基础振动的对偶积分方程，进而给出了单层饱和地基表面的动力柔度系数。该文的工作可视为对饱和半空间地基上基础振动解答的推广。     

圆錐形(及圆柱形)壳体的振动型式和固有频率

本文首先用分析方法求出了圆錐壳的振型函数和横向振动固有频率的精确解,然后为了实际应用的目的,建議了一种簡化計算方法。 文内采用了扁壳理論形式或称Donnell形式的运动微分方程組;在忽略切向慣性力分量的假设下导出了以一个横向位移函数表示的独立方程,从而得到了振型函数的冪級数解答,由此可看出圆錐壳的振型函数具有非周期性和幅度递增很快的振蕩特性。 鉴于上述运算过于繁重,故再提出一种簡化計算方案,其物理概念为:給壳体上任一元素建立一物理模型如图2所示,将振动时产生的薄膜张力和抗弯(扭)力矩的弹性恢复作用分別看作二个弹簧k_1和k_2,壳体元素即图中质量m,这样就得到一个并联弹簧的单自由度系統;于是整个壳体就相当于由无限多个这种单自由度系統組成,而弹簧刚度則是坐标的函数。由于該模型的固有频率可由迭加关系——ω~2=k_1/m+k_2/m=ω_1~2+ω_2~2計算,故可推出,錐壳振动可以按无矩理論和純力矩理論分别計算出ω_1和ω_2,然后迭加而得固有頻率ω。这样将使計算大为簡化,且能得到滿意結果。文末提供了实驗驗証数据。 本文的計算可用于各种錐度的圆錐壳。同时为了論証上述方案的正确性,計算了a=0即圆柱壳情况;并給出了计算圆柱壳振动的簡便方法。为了计算完整的圆錐壳,还採討了錐尖处边界条     

上覆单相弹性层饱和地基上弹性基础的竖向振动分析

基于Biot动力控制方程,运用Fourier积分变换技术,并按照混合边值条件和连续条件建立了上覆单相弹性层饱和地基上弹性基础竖向振动的对偶积分方程.利用正交多项式将对偶积分方程化简,得到了动力柔度系数随无量纲频率b0的变化关系曲线,从而得到了上覆单相弹性层饱和地基上弹性基础的竖向振动规律.数值分析结果表明,对于弹性基础,当弹性基础的挠曲刚度较大时,发现弹性基础的竖向振动特性与刚性基础的类同,可忽略挠曲刚度对竖向振动的影响,且当无量纲频率较小的时候,动力柔度系数Cv随着无量纲频率b0的变化而发生显著的变化,但当无量纲频率b0较大的时候,动力柔度系数Cv受无量纲频率的影响较小,甚至基本上不受影响.当弹性基础的挠曲刚度较小时,随着挠曲刚度的减小,弹性基础的竖向振动将发生显著的变化,动力柔度系数Cv的实部和虚部的绝对值均变大.     

变刚度群桩基础沉降计算研究

针对现行规范《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)无法计算变刚度群桩基础沉降的现状, 在前人建立单桩柔度矩阵的基础上,推导出变刚度两根桩、三根桩乃至群桩的沉降计算理论 半解析解. 并以均布9桩、变桩长9桩为例,计算其桩顶柔度系数的变化趋势. 结果表明, 中桩长、边桩次之、角桩短的变刚度群桩基础具有减小差异沉降的功能. 该方法对中国制定变刚 度群桩基础技术规范具有借鉴意义.     

实心砖石古塔动力特性与结构损伤分析

为研究"丝绸之路"起点世界文化遗产建筑兴教寺测师塔的动力性能及结构损伤,采用超低频动态测试系统进行了原位动力测试试验.在环境随机激励下,采集了该塔各楼层顶部水平振动的速度响应信号,经滤波后通过积分变换进行自谱及互谱分析,得到了结构沿水平方向的前2阶自振频率与振型.并依据结构测绘结果,建立测师塔数值模型,计算了弹性模量逐渐降低时的振动特性,并与测试结果进行对比,依据结构损伤参数识别的改进形法,进行了测师塔结构损伤分析.结果表明,该塔沿东西与南北两个水平方向的前2阶频率值相近,第1阶振型呈弯曲型,第2阶振型呈弯剪型;与无损砌体弹性模量的取值比较,测师塔结构的等效弹性模量降低较多,其结构整体损伤较为严重.因此,可通过确定无损砌体的弹性模量,采用动力测试及数值计算依据等效弹性模量进行残损砖石古塔结构损伤识别.     

高速列车引起的地基振动半解析解

随着列车速度的提高,地基振动的反应越来越大。根据有限元理论、轨道动力学及地基土振动Green函数,建立了轨道-无限地基土相互作用理论分析模型。为了组装系统的动力方程,通过引入静态自由度凝聚模式来消除梁存在转动自由度。借助文献[12]的柔度矩阵定义并通过Hankel变换获得了系统的刚度矩阵,进而采用Newmark法求出了系统动力反应。最后,以瑞典X2000高速旅客列车为对象进行仿真,通过与试验结果的比较来说明本文方法的可行性。     

一种推导单自由度线性振动系统杜哈梅积分的方法

一种推导单自由度线性振动系统杜哈梅积分的方法陈立群（鞍山钢铁学院，鞍山１１４００２）在机械振动教材中，任意干扰力作用下的单自由度振系受迫振动可用选加原理和单位冲量的响应求得￣［１］，也可用Ｌａｐｌａｃｅ变换法求出￣［２］．前者虽然物理意义明确直观易懂...