磁浮列车单铁悬浮车桥耦合振动分析

为研究单铁悬浮车桥耦合振动,将悬浮控制系统、车辆结构、弹性轨道梁及桥梁安装系统作为整体系统,建立整体系统的磁浮列车的悬浮控制-弹性桥梁-机械结构垂向耦合振动模型,以不同频率的外力激扰模拟磁浮列车不同的速度下对桥梁的作用,分析了不同梁型在整体系统耦合条件下的跨中挠度与振动加速度的变化。研究结果表明:单铁悬浮稳定后,简支梁跨中挠度约为两跨连续梁悬浮处挠度的2.5倍;以200km.h-1车速通过桥梁时其挠度略小于400km.h-1车速通过工况,但前者再次达到稳定状态所需时间约为后者的1/3;车辆以相同速度通过桥梁时,连续梁悬浮处跨中挠度约为简支梁的40%,且前者振动加速度小于后者;仿真过程中桥梁安装临界刚度范围为(5.5～6.5)×107 N.m-1;两跨连续梁动力学性能较简支梁更为优秀。     

高速铁路双线简支梁桥空间振动响应分析

研究高速铁路双线简支梁桥的空间振动响应，建立了考虑双线简支梁在车辆蛇行和单线行车时的偏心荷载作用下车桥系统空间耦联作用的振动力学分析模型，以２０ｍ和４８ｍ简支梁桥为例，在计算机上模拟列车过桥的全过程，通过分析动力响应，得出了一些有工程意义的结论。     

基于测试频率的结构损伤定位与评估方法

基于振动模态的测试、分析技术是一种常用的结构健康监测/检测的方法,文中推导了基于测试频率数据进行结构损伤评估的损伤因子,利用Ansys软件对一压力管道结构和简支梁结构进行有限元数值模拟和模型实验,以刚度折减和挖槽法模拟结构的损伤状态,分析结果表明结构损伤因子是损伤位置和损伤程度的函数,并可据此进行损伤定位和损伤程度的评估和判订。方法原理简单,操作易实现,在结构损伤监测、检测过程中有一定实用价值。     

中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统动力性能试验

为探究中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的振动特性,对其在上海临港中低速磁浮试验基地开展了现场动力学试验,研究了车速和桥梁结构形式对耦合系统动力响应的影响;试验车辆采用(悬挂)中置式悬浮架,试验桥梁为25 m混凝土简支梁和25 m钢结构简支梁;为明确2种桥梁的固有振动特性,对其进行了模态测试;提取了不同工况下车辆-桥梁耦合系...     

车桥耦合振动数值分析

应用达朗贝尔原理推导车辆和桥梁的振动平衡方程,结合NEWMARK法计算原理编制对车桥耦合振动问题求解的计算程序.分别使用该程序和龙格-库塔法对一简支梁的车桥振动求解.结果表明:该程序的计算结果准确可靠,可应用于车桥耦合振动分析.     

预应力效应对预应力混凝土简支梁动力特性的影响

为研究预应力对简支梁竖向基频的影响,以预应力混凝土简支梁为研究对象,运用能量变分法与Hamilton原理推导出简支梁在预应力作用下的竖向振动微分方程,并求出预应力对频率影响的解析解公式,从理论上证明了预应力可以提高简支梁的竖向自振频率.预应力混凝土简支梁竖向自振频率的影响因素主要有阶数、预应力大小和预应力筋截面面积.采用DOE实验设计方法对影响竖向自振频率因素的优先级进行分析,结果表明,阶数的影响大于预应力大小以及预应力筋截面面积的影响.最后利用ANSYS建立有限元模型与本文理论计算结果进行比较,结果表明预应力引起的轴向效应在计算竖向一阶自振频率时是不能忽略的.     

ANSYS在体外预应力混凝土简支梁非线性分析中的应用

通过对ANSYS在体外预应力混凝土简支梁非线性分析中的应用进行介绍,并结合混凝土和钢筋的材料非线性以及结构几何非线性．建立两根体外预应力简支梁的三维分析模型,对三分点荷载作用下加载直至破坏的全过程进行分析、模拟．结果表明ANSYS能较好地模拟出受力全过程,可分析转向块对体外预应力混凝土简支梁受力性能的影响。     

基于CG随机有限元的结构优化设计

在设定材料性能特性、几何尺寸、所受载荷为随机变量的情况下,CG随机有限元被用于结构振动分析。提出了基于随机有限元的结构振动优化设计方法。给出了一个计算实例,对计算结果做了比较,结果表明:本文提出的方法是有效的。     

在役混凝土简支梁有效预应力计算

为了对在役混凝土桥梁结构永存预应力和实际承载能力进行评估,用后张法测试混凝土简支梁在不同预应力值作用下的自振频率和在相同预应力值、不同竖向力值作用下的挠度,以混凝土简支梁的振动基频随预应力作用值的增大而有规律地增大为基础,回归出简支梁的有效刚度与预应力函数表达式,计算出PC简支梁的挠度计算值,并与试验测试挠度值进行了比较。结果表明,在混凝土受拉区开裂前,T型梁和实心板梁的计算结果误差均不超过10%,其中实心板梁有80%的测试数据误差在±5%以内;空心板梁的计算结果误差不超过15.71%,有73.3%的误差不超过10%;用实测简支梁基频和挠度可推算出简支梁的有效预应力,可进行预应力混凝土结构的安全评估。     

基于ANSYS平台的桥梁时域颤振阶跃函数算法

结合断面的颤振导数,采用阶跃函数对桥梁断面自激力进行模拟,并对模拟准确性进行了分析与校核;推导出时域颤振动力有限元分析中自激力的递推表达式。基于阶跃函数拟合气动力,利用APDL语言在ANSYS中实现了颤振时域分析;以一简支梁为例,介绍了在ANSYS中实现颤振时程分析的过程。数值算例计算结果和相关文献报道基本一致。研究表明:利用ANSYS的二次开发平台进行桥梁气动稳定性能的时域分析是可行的,该方法可提高桥梁颤振分析或颤抖振理论分析效率,降低自主开发大型软件过程中的算法错误或疏漏所带来的风险。     

简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性分析

为分析关键因素对桥上嵌入式轨道无缝线路力学特性的影响, 并基于可靠性理论对其进行评估, 采用有限元法建立了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路计算模型, 选择高分子材料纵向阻力和梁体温差为随机变量, 并根据实际工况确定了随机变量的分布类型和分布参数; 通过中心组合试验设计方法设计了响应面试验, 采用最小二乘法拟合了随机变量和响应之间的函数关系, 从而建立了轨板相对位移关于高分子材料纵向阻力和梁体温差的二次多项式响应面模型, 通过方差分析验证了所建立模型的正确性, 并采用灵敏度分析方法对随机变量进行了参数敏感性分析; 构建了桥上嵌入式轨道无缝线路长期服役性能的极限状态方程, 综合运用蒙特卡洛法和响应面模型评估了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路的可靠性。分析结果表明: 梁体温差和高分子材料纵向阻力对轨板相位移的灵敏度系数分别为0.99和-0.08, 梁体温差对轨板相对位移的影响远大于高分子材料纵向阻力; 在考虑参数的随机性以后, 温度作用下的轨板相对位移具有一定的离散性, 其主要分布在4.0~6.5 mm范围内, 且近似服从正态分布; 在不采取特殊处理措施的情况下, 不宜在年温差较大的地区建造桥上嵌入式轨道; 提出的桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性评估方法可为嵌入式轨道结构的设计提供理论指导。      

Lifetime Reliability Analysis of Flexural Cracking for Prestressed Concrete Bridge

Time-dependant reliability is analyzed for the flexural cracking of prestressed concrete bridges under service limit state. The limit state function and random variables are derived from Chinese highway bridge design specifications. For deterioration of structural performances, chloride-induced reinforcement corrosion is emphasized. Through integrating first order reliability method (FORM) and time discretized approach, the time-variant reliability is evaluated. For illustrative propose, the reliability of a typical simply supported prestressed concrete beam is exemplified.     

铁道车辆天线梁的随机振动疲劳评估

引发天线梁破坏的主要原因是受到经构架端部传递的随机振动激扰.为考察天线梁在随机激扰下的疲劳可靠性,首先将结构动力学、随机振动和材料疲劳理论进行结合,研究了随机振动疲劳分析方法,在此基础上,依据标准IEC 61373,采用有限元软件ANSYS Workbench对天线梁进行随机振动仿真,最后采用Steinberg法对其应力较严重部位进行疲劳损伤评估.经分析,得到天线梁的总体损伤为0.56,满足Miner线性累计损伤准则,表明天线梁的疲劳设计符合标准的相关要求.     

结构动力抗震可靠度理论的研究进展

从状态变量模型、基本变量模型和实用简化模型3个方面,对结构动力抗震可靠度理论的研究进展系统地进行了总结与评述.针对状态变量模型,结合随机振动理论,将随机振动分析方法分为两类:第1类是面向数字特征的方法,主要解决结构的随机反应从基本随机变量空间到状态变量空间的统计矩演化问题;第2类是面向概率密度的方法,主要解决结构的随机反应从基本随机变量空间到状态变量空间的概率密度演化问题.分别评述了两类方法中的代表性方法:等价线性化方法和概率密度演化方法.针对基本变量模型,分别总结了考虑系统参数随机性的结构动力抗震可靠度分析方法,以及将动力可靠度问题转化为静力可靠度问题的理论和方法,对近年来提出的尾部等效线性化方法、子集模拟法、等价极值法等进行了对比分析.针对实用简化模型,总结评述了3种方法:基于随机地震动模拟-确定性时程分析的直接方法、基于一致危险性反应谱和等效非线性体系的简化方法、基于可靠度简化解析表达式与数值模拟的半解析方法.最后,对新近提出的结构整体抗震可靠度理论及其存在的问题进行了归纳分析,并从地震作用的输入模型、主要失效模式的搜索、结构的破坏准则、结构失效模式的多重性、结构的整体极限状态方程等方面给出了研究建议.      

FUZZY RELIABILITY ANALYSIS OF STRUCTURE

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓａｎｄａｍｂｉｇｕｉｔｉｅｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｓｔｒｕｃ－ｔｕｒａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｖｅｂｅｅｎｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙ．Ｉｔｉｓ，ｈｏｗｅ...     

简支梁桥车桥耦合振动分析

车桥振动问题是车辆和桥梁两个动力系统耦合振动问题,为掌握桥梁结构动力响应特性,必须研究不同车辆模型对桥梁结构动力响应的影响。基于车桥耦合振动原理,采用Matlab语言编制车桥耦合振动专用程序。采用该程序对一座简支梁桥的动力响应进行分析,对不同车辆模型作用下的计算结果进行比较,结果表明不同车辆模型对桥梁的动力响应存在差异,且对不同动力响应的影响程度也不同。     

简支梁桥上拱度对高速行车舒适性影响研究

中小跨径的PC简支梁桥过度上拱现象经常出现对行车舒适性产生了不利的影响.基于1/4汽车模型,采用常量力移动荷载模型模拟桥梁振动,以及半正弦曲线模拟桥梁上拱后所形成的桥面纵坡曲线,分别建立了由桥梁振动和桥梁上拱引起的车辆振动响应方程,分析比较了以上2种情况对车辆振动的影响.得出桥梁振动相对于上拱度对车辆振动的影响很小的结论.     

简支梁桥上拱度对高速行车舒适性影响研究

中小跨径的PC简支梁桥过度上拱现象经常出现对行车舒适性产生了不利的影响.基于1/4汽车模型,采用常量力移动荷载模型模拟桥梁振动,以及半正弦曲线模拟桥梁上拱后所形成的桥面纵坡曲线,分别建立了由桥梁振动和桥梁上拱引起的车辆振动响应方程,分析比较了以上2种情况对车辆振动的影响.得出桥梁振动相对于上拱度对车辆振动的影响很小的结论.     

非线性随机振动分析的概率密度演化方法

为深入探讨概率密度演化方法对于非线性随机振动分析的适用性,考察了随机地震动作用下一类硬弹簧Duffing振子的非线性响应,对概率密度演化方法与经典非线性随机振动分析进行了比较研究.结果表明:在弱非线性水平,概率密度演化方法与混沌多项式展开、Monte Carlo模拟的解答一致;在强非线性水平,数值求解误差、人为截断误差放大,概率密度演化方法与混沌多项式展开解答在Monte Carlo模拟解附近上下波动,表明概率密度演化方法与经典非线性随机振动解答在均方特征意义上是等价的.      

简支梁状态判别的动力响应法

利用动力响应状态特征量为状态指标来判定简支梁在移动质量荷载下的状态是否变化。以矩形截面简支梁为例，考察出现局部损伤的情况，通过对大量计算结果的分析处理，选取对应移动质量荷载的敏感状态特征量－－加速度均方根值，提出了简支梁损伤判别的动力响应法－加速度均方根值法。