基于动力松弛法的悬索桥主缆找形方法分析与工程实践研究

在悬索桥主缆找形计算分析中,基于动力计算理论引用动力松弛法,为悬索桥找形提供新的思路。根据悬索桥主缆的受力特征,给出了动力松弛发在悬索桥主缆找形计算方式,并以某工程实例为空为算例对象,通过与传统解析算法和迭代算法在悬索桥找形中的应用,对比分析了动力松弛法理论在悬索桥主缆找形计算结果精度和计算速度。研究结果表明:动力松弛法通过对研究体系进行时空的离散化来将静力学问题转化为动力学求解,计算收敛速度要明显高于抛物线法和节点法;对主缆线形内力的计算结果与有限元迭代算法误差在5%范围内,吻合度较高。基于动力松弛法在悬索桥主缆找形中的运用,具有计算稳定,收敛性好的优势,能有效解决悬索桥主缆选形等几何非线性问题中,满足工程实用需求。     

基于动力松弛法的悬索桥主缆找形方法及其应用

大跨度悬索结构在施工过程中没有施加初始张拉力,在荷载作用下结构将产生较大变形,该结构在荷载作用下的找形计算方法一般是基于解析计算方法或有限元非线性迭代算法,且这2种方法在悬索桥领域得到了很好运用。但上述2大类方法都是基于静力计算理论进行索结构找形计算,将适用于建筑领域索网结构找形的基于动力学理论和有限差分理论的动力松弛方法运用于悬索结构的找形,并编写了找形计算程序。算例表明,该方法得到的找形结果与解析算法及有限元迭代算法得到的结果高度接近,而且程序的收敛速度更快,计算稳定性好。为悬索桥主缆结构找形提供了一种新的思路。     

基于Bootstrap的微观排放模型评价算法

采用一种基于随机数据的Bootstrap算法对微观排放模型的误差进行分析,准确刻画出模型误差的置信区间,并应用6个评价指标来全面地分析模型的预测效果;最后利用该算法对两个微观排放模型(MEM-P模型和CMEM模型)的预测效果进行了比较.     

改进时空步长一维交通流的数值模拟

在研究了现有的交通流宏观模型的基础上,采用差分方法对BD型交通流模型进行了数值模拟。为保证计算的精度和稳定性,引入“音速”概念;提出了时间和空间步长的改进算法,使得在时间步长的计算中考虑了地点平均车速和交通流密度的影响。数值模拟结果表明改进算法可行。     

改进时空步长一维交通流的数值模拟

在研究了现有的交通流宏观模型的基础上，采用差分方法对BD型交通流模型进行了数值模拟。为保证计算的精度和稳定性，引入“声速”概念；提出了时间和空间步长的改进算法，使得在时间步长的计算中考虑了地点平均车速和交通流密度的影响。数值模拟结果表明了改进算法的可行性。     

基于改进粒子滤波算法实现锂离子电池RUL预测

鉴于采用传统粒子滤波算法来预测锂离子电池剩余使用寿命(RUL)过程中,存在粒子多样性丧失现象而导致RUL预测精度较低的问题,引入线性优化重采样思想,建立了基于线性优化重采样粒子滤波(LORPF)的电池RUL预测方法。该方法以双指数模型作为电池老化模型,通过LORPF算法对模型参数进行迭代更新,实现电池RUL预测并给出预测结果的不确定性表达,最后使用美国国家航空航天局PCoE研究中心的电池数据和自主搭建实验平台的电池数据对所提方法与传统PF方法进行对比验证,结果表明该方法有效提高了RUL预测精度,其误差小于5%。     

分层地基群桩沉降简化计算模型

针对群桩解析算法用于大型群桩非线性分析时计算量过大的问题,建立一种分层地基中的群桩沉降简化计算模型。该模型基于单桩荷载传递函数和两桩相互作用剪切位移函数,对桩侧阻力和桩端阻力进行简化,将单桩迭代算法改进后用于群桩计算分析。分析结果表明:计算模型可以较好地预测群桩荷载-沉降关系,以及不同位置桩基的内力与变形。采用单桩迭代分析代替群桩整体控制方程求解,避免对大规模群桩满秩矩阵进行求逆运算,有效提高了算法的计算效率。     

基于VSL-MPC的半主动悬架预瞄控制研究

车载传感器为智能汽车提供了丰富的环境感知信息,然而,在电控悬架控制算法中,车辆所感知的路面信息尚未能被充分利用,造成车辆动力学控制效果不佳。本文以半主动悬架高性能预瞄控制问题为研究主题,提出了一种变步长模型预测控制（VSL-MPC）算法。该算法根据实时车速和双目相机采集的路面信息来确定预瞄控制步长,使得纳入控制算法中的路面感知信息能够更准确地反映路面特征,有助于半主动悬架在更恰当的时刻对悬架阻尼特性进行调节,能够实现更理想的悬架决策控制。利用双目相机对真实道路开展路面信息采集,引入半主动悬架系统最优性能界限作为性能评价基准,建立4种基于模型预测控制的半主动悬架仿真模型,仿真对比结果表明,驶过连续减速带和井盖冲击等典型城市路面特征时,所提出的VSL-MPC算法控制下的簧载质量垂向加速度与最优性能界限的差距仅为0.72和2.33 dB,相比传统预瞄MPC算法的4.31和4.46 dB、传统无预瞄MPC算法的4.04和4.74 dB具有显著提升,新算法能有效提升半主动悬架的动力学性能。     

液力缓速器三维数值模拟及性能预测

采用标准k-ε模型和SIMPLEC算法对液力缓速器内部流场进行了数值模拟,计算结果揭示了流道内湍流流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律,从而分析出该型叶轮流动的特点.在流场分析与计算的基础上,提出了液力缓速器性能预测方法,对规定工况点的性能进行了预测,并分析了预测结果和试验结果差异的原因.     

基于RRT与MPC的智能车辆路径规划与跟踪控制研究

为分析智能车辆实时规划和跟踪控制的相互影响关系,基于改进的快速随机搜索树规划算法(improved-RRT)与线性时变的模型预测控制算法,提出了一种智能车路径规划与跟踪控制系统的构架。首先,采用目标导向、节点修剪、曲线拟合和最优路径选择等方法对基础RRT规划算法进行改进,保证规划路径满足车辆运动学约束并趋近最优解。然后,基于线性时变模型预测控制算法,实现智能车对期望路径的稳定控制。硬件在环仿真结果表明,车速为36 km/h,规划步长为2 m,规划周期为0.1 s时,侧向加速度小于0.2g,满足安全性和实时性要求。最后,分析了车速、规划步长和规划周期等因素对实时规划和稳定跟踪的影响。     

三塔悬索桥主缆系施工应用技术问题分析和探讨

三塔悬索桥是一种新型的悬索桥结构,主缆系施工是保证其架设质量的关键步骤.分析三塔悬索桥主缆系结构特点,探讨三塔悬索桥主缆、吊索、索鞍和索夹的加工制造和安装过程中的应用技术问题.     

刚性索自锚式悬索桥动力性能分析

平顶山市建设路立交桥主桥为刚性索自锚式悬索桥,运用MIDAS Civil有限元程序建立该桥的空间有限元计算模型,对其动力性能进行计算与分析。计算结果表明:该刚性索自锚式悬索桥的自振频率较大,竖向频率比横向和扭转频率小;桥塔的横向振型出现较早;主缆与吊杆刚性化能够有效提高桥梁结构的频率,特别是提高桥梁结构横向振动频率,控制索面的横向摆动;刚性索自锚式悬索桥与相同结构的柔性索自锚式悬索桥计算得到的桥梁振型基本一致,刚性索自锚式悬索桥振动频率比柔性索自锚式悬索桥频率有所提高。     

洪塘大桥自锚式悬索桥设计要点

洪塘大桥位于福州西郊,跨越乌龙江,需原桥位拓宽改建,新建主桥采用自锚式悬索桥。基于施工期间保通车的民生要求,提出了三阶段横向拼接施工的设计方案,建成了国内第一座在改建工程中实现保通车目标的自锚式悬索桥。首次提出了主缆平弯锚固方案,改善了主缆锚固区的管养条件。采用有限元程序对桥梁运营及施工过程中的关键工序进行仿真分析,根据分析结果指导施工和施工控制,现场监测数据表明计算值与实测值相符。     

反吊桥主缆索张拉过程分析

以拟定的某反吊桥方案为对象 ,对张拉主缆索调整主梁应力过程及张拉主缆索过程中全桥的整体稳定性作了计算分析。结果表明 ,张拉主缆索可以显著地改善反吊桥主梁的应力。     

悬吊索损伤下索道桥结构分析

索道桥是以钢丝绳为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁。该文以甘肃省某索道桥作为背景,利用Midas/Civil建立空间计算模型,再结合实桥静力测试结果对有限元模型进行修正,在此基础上展开不同位置悬吊索损伤的结构分析,得出不同位置悬吊索破断对索道桥的影响规律。并对悬吊索损伤原因进行分析总结。分析结果可为同类索道桥的设计与养护提供参考。     

节线法在不等高三塔大跨悬索桥主缆线形分析中的应用

结合某不等高三塔大跨悬索桥,以节线法理论为基础,通过常用的Excel软件反复迭代计算其主缆的初始平衡位置以及主缆拉力,为验证该算法的可行性及工程精度,以此为基础建立Midas全桥结构有限元模型,并利用Midas悬链线索单元进行更精确的分析,得到悬索桥初始平衡位置以及主缆拉力。通过对比两种计算方法的结果可以发现,节线法这一近似计算方法能够满足工程需要,且使用方便.无需复杂的编程计算,具有一定的实用意义,可为同类型桥梁主缆线形分析提供参考。     

自锚式悬索桥锚固段合理总体布置研究

锚固段是自锚式悬索桥的关键受力部位。结合某336 m跨径自锚式悬索桥的锚固段总体布置设计，对自锚式悬索桥的锚跨设置、散索鞍/套设置、锚固段重心调整等问题进行分析研究，建议主梁竖向刚度不控制设计时取消锚跨，边跨主缆入射角适中时优先采用散索套，提出了锚固段合理重心的调整思路。上述结论可为今后同类型结构的设计提供参考。     

润扬大桥南汊悬索桥主缆除湿系统设计

防止主缆内部锈蚀，可以延长主缆的使用寿命，润扬大桥悬索桥在国内首次采用了主统馀湿系统，介绍了润扬大桥主缆除湿系统的设计思路及除湿方案。     

基于子结构的大型桥梁有限元模型修正方法

实际桥梁结构的整体有限元模型修正时自由度和单元数量较多,待修正参数多,有限元模型修正精度和效率低。为了提高有限元模型修正的效率,提出基于子结构的有限元模型修正方法。子结构方法是化整体分析为局部分析的方法,与直接修正大型桥梁有限元模型相比,子结构方法只需要计算每个子结构少量低阶模态,得到整体结构的特征解及特征解灵敏度,形成模型修正的目标方程和灵敏度矩阵,进而缩短模型修正时间。将基于子结构的模型修正方法用于怒江特大桥主桥(上承式钢桁拱桥)有限元模型修正,结果表明:修正后桥梁的前10阶频率与桥梁的模拟实测频率值相吻合,且模型修正时间仅为传统整体方法的56%。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。