张拉膜结构自振特性研究

通过2个典型张拉膜结构工程实例，采用兰索斯法研究了加强索刚度、膜面初张力、膜面矢高和膜材质量对自振特性的影响．结果表明，膜面张力与结构质量是影响膜结构自振特性的主要因素，大变形产生的位形修正效应对膜结构自振特性也有较大影响．基于此，考虑大变形非线性对结构几何刚度的影响，提出了考虑位形修正的模态分析的概念。     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

中承式系杆拱桥自振特性影响因素分析

采用大型结构通用软件Midas/Civil,对一座中承式钢筋混凝土系杆拱桥进行了结构自振特性的数值模拟分析,取得了结构自振频率和自振振型等动力参数,并对振型进行了描述,通过变换桥梁的主要结构参数来对比分析了它们对结构自振特性的影响.计算结果表明,桥面板的厚度、混凝土弹性模量以及拱肋刚度的变化均对自振特性有重要影响,研究结论可以为同类桥型的设计提供参考.     

钢拱塔斜拉桥动力特性影响参数分析

为研究钢拱塔斜拉桥的参数对其动力特性的影响.以西安富裕路沣河大桥(钢拱塔斜拉桥)为工程背景,分析了结构自重、刚度、有无纵向水平索、索力大小对该类桥梁动力特性的影响.其结果表明:自振频率随结构自重增加而逐渐减小,主梁自重对桥梁自振频率影响较大,钢拱塔自重次之,拉索自重影响最小.桥梁自振频率随结构刚度增大而逐渐增大,当刚度...     

铁路悬索桥自振特性及结构参数的研究

大跨度桥梁的自振特性分析是桥梁抗震、抗风设计以及进行车桥动力相互作用分析的基础，结构的自振频率是大跨度桥梁动力特性的关键参数。本文以武汉天兴洲长江大桥大跨度悬索桥方案为工程背景，对其进行自振特性的计算，并就几项结构参数对自振特性的影响进行了分析，得出了一些合理的、有意义的结果。     

柔索索力主频阶次误差及支承条件误差

为研究柔索索力测试中拉索自振频率阶次和支承条件对索力测试误差的影响规律,利用动平衡法推导了考虑弯曲刚度的柔索自振方程和自振频率公式,采用瑞利能量法分析了弹性支承条件和附加质量对拉索自振频率的影响.研究发现频率阶次对索力计算公式的影响符合二次抛物线分布特征,附加质量使拉索的自振频率减小,传感器等测试用的质量块的影响可以忽略不计,弹性支承引起的误差与弹性链杆刚度成线性关系,而且与主频的阶次有关.分析和试验结论对大跨度柔索承重结构如斜拉桥和悬索桥的索力测试具有指导意义.     

钢管混凝土拱桥的自振特性研究

本文采用有限元法通过四个算例，研究了中承式钢管混凝土拱桥、上承式钢管混凝土拱桥、提篮拱桥的自振特性，并探讨了横撑刚度对自振特性的影响，结果表明，上承式中承式拱桥都具有自振周期长，频率密集的特点，横撑构件的刚度对自振特性影响不大。     

桩-土-结构相互作用对超大跨度斜拉桥动力特性的影响

对于运用钻孔灌注群桩基础的超大跨度桥梁来说,桩-土-结构相互作用效应(PSSI)是影响桥梁结构动力性能的重要因素,其模拟的精度直接影响动力性能分析的准确性。采用改进的集中质量模型中应用最为广泛的Penzien模型,即在每根桩相应节点施加集中质量-弹簧粘滞阻尼器体系模拟桩-土-结构相互作用效应,并考虑结构的几何非线性与恒载刚度的影响,研究桩-土-结构相互作用对超大跨度斜拉桥动力特性的影响。研究结果表明:桩-土-结构相互作用使得结构变柔,刚度降低,自振周期变长,在动力分析时须予以考虑,尤其针对斜拉桥自振频率较低,模态振型较为集中且高度耦合,且由于桥塔在主梁以上未设置横梁使其具有自身独特的动力特性,更需引起注意。     

辅助墩对某独柱式斜拉桥自振特性的影响分析

结构的自振特性决定其动力反应特性,对其进行分析具有十分重要的意义。本文以国内某独柱式双索面半漂浮钢箱梁斜拉桥为例,分别讨论了主塔刚度、辅助墩的个数对其自振特性的影响。     

下承式预应力混凝土桁架桥自振特性研究分析

运用大型有限元通用软件ANSYS,对一座下承式预应力混凝土桁架桥的自振进行了有限元研究分析,得到了自振频率、振型等动力参数,分析了其振型特征;通过调整桁架桥的主要结构设计参数,分析了它们对自振特性的影响。桥梁实例有限元计算的自振特性数值和实测值较相近,能够基本反映结构的实际状况。通过对该类桥梁自振特性的研究分析,掌握了其基本的动力响应特征和主要的影响设计参数,可以指导设计,还可为桥梁使用过程中的健康检测和维护提供基础性数据。     

主塔基础形式对超大跨斜拉桥抗震性能的影响

以泰州过江超大跨斜拉桥为例,就主塔分别采用高桩承台基础和沉井基础两种形式,对比研究桩基础大质量承台参与结构高阶水平向振型的质量参与系数分布、周期分布等特点,输入人工地震动参数,针对两种主塔基础方案采用线性时程分析方法计算桥梁结构控制部位地震反应并进行比较,再就桩基础方案中大质量承台对承台底水平反力的贡献进行时域和频域分析。研究表明,与沉井基础相比,主塔桩基础大质量承台参与结构高阶振动对超大跨斜拉桥动力特性和地震反应有重要影响,特别对主塔基础水平反力有显著的倍增效应,增大了超大跨斜拉桥的地震易损性。     

独柱双层高架桥墩柱振动台试验研究-Ⅰ:结构动力特性

对独柱双层高架桥墩模型进行了振动台试验,测试和分析了结构水平向动力特性,结果表明:独柱双层高架桥在纵向和横向的对应阶振型形状相似、振型顺序相同;仅取基本振型不足以表征结构主要动力特性;结构高阶振型频率对墩身中上部集中质量的变化较为敏感;墩柱截面开裂会明显降低结构自振频率、增大振型阻尼比,但对结构振型形状和振型顺序影响不大;在偏低的激励强度和振型幅值条件下进行动力特性测试,结构经历强震后的真实损伤状况无法得到准确反映。     

柔性双层隔振系统振动能量解耦方法及应用

为解决难以利用能量解耦法设计柔性双层隔振系统的问题，提出一种能够表示柔性设备和中间质量弹性模态特点的多自由度模型；基于该模型，提出采用广义弹性力对柔性隔振系统进行解耦的方法，并推广到柔性结构中；以某内燃动车动力总成双层隔振系统为例，基于所提方法探讨了构架弹性模态下刚体振动与弹性振动的耦合情况；最后通过振动实验台验证了该方法的有效性.研究结果表明：机组一级隔振系统垂向频率从12 Hz降低到8 Hz后，系统所有模态频率均得到不同幅度的下降，前两阶刚体振动模态频率下降最明显，分别下降50.00%和49.98%；构架弹性模态频率比机组弹性模态频率更低，影响更大，构架弹性模态频率下降8.32%，机组弹性模态频率下降0.80%；在构架弹性振动模态振动中，构架弹性振动能量所占比例提高14.88%，刚体振动能量所占比例降低90.64%，降低一级隔振系统垂向频率能够提高振动解耦效果，减少振动传递.     

Initial pre-stress finding and structural behaviors analysis of cable net based on linear adjustment theory

The tensile cable-strut structure is a self-equilibrate pre-stressed system. The initial pre-stress calculation is the fundamental structural analysis. A new numerical procedure was developed. The force density method is the cornerstone of analytical formula, and then introduced into linear adjustment theory;the least square least norm solution, the optimized initial pre-stress, is yielded. The initial pre-stress and structural performances of a particular single-layer saddle-shaped cable-net structure were analyzed with the developed method, which is proved to be efficient and correct. The modal analyses were performed with respect to various pre-stress levels. Finally, the structural performances were investigated comprehensively.     

Computational method for prestress developing of tensile cable-net structures

The prestress developing of tensile cable-net structures is a state transforming process from the initial unstressed state to the final prestressed state, and it is rather complicated because the elastic deformation is normally coupled with the kinematic mechanism movement. Firstly, the basic equations of prestress developing by moving boundary joint are derived from the total potential energy equation. Secondly, the presumed initial tension is proposed to impose into the elements and avoid the singularity of global stiffness matrix. And the self-stress mode which is calculated from the equilibrium matrix with singular value decomposition is employed as basically presumed initial tension. By applying boundary movement increment, an iterative computation is developed to calculate the updating geometric configuration and tension evolution. Finally, the MATLAB program is coded from the presented method, and numerical examples indicate that this computational method is effective and has theoretical significance and valuable guide to design and construction of tensile cable-net structure.     

水轮机组结构—液体系统的动态特性分析

讨论了耦合系统自由振动的控制方程,着重对动水压力向量及附加质量阵的计算进行阐述,并对在水介质下的结构的动态特性计算的求解方法作简要说明,最后介绍一个实用例子得出了计算成果,该例表明考虑液体影响得出的机组自振频率比不考虑液体影响所得值明显下降,而各阶振型也有明显的不同。     

NUMERICAL SIMULATION OF COUPLED STRUCTURAL- ACOUSTIC PROBLEMS USING FEM/IBEM

Introduction　　Numerical implementation of a coupling vibro-acoustic algorithm for the immersed elastic modelis a key problem.A thin shell interacting with itsexterior is one typical example of osciallatory be-havior.It is improtant therefore to identify thecoupled vibro- acoustic behavior in order to adjustthe vibro- acousticdesign of the interacting system.Some researchers adopted the finite elementmethod to study the coupling system,but theacoustic fluid region is limited in the near field…     

高架轨道箱梁结构振动试验模型设计与校验

基于π定理和量纲分析法,推导了某32 m高架轨道箱梁结构缩尺模型与原型物理量之间的相似关系,并通过建立动力仿真模型进行计算,验证了相似关系的准确性;以该相似关系指导设计,并通过合理选材,制作了几何相似比为10∶1的轨道箱梁结构缩尺试验模型;通过激振试验获取了缩尺试验模型的模态频率、振型和加速度响应,并与有限元仿真结果对比,验证了缩尺试验模型的有效性;在此基础上利用该缩尺试验模型研究了轨道箱梁结构的振动传递特性。研究结果表明:高架轨道箱梁缩尺模型与原型结构前10阶模态频率误差均小于1%,且由缩尺模型计算结果反演的加速度响应曲线与原型结果趋势一致,模型与原型之间相似关系推导正确;缩尺试验模型实测模态频率与有限元仿真结果的误差均在8.8%以内,各阶模态振型吻合,且实测加速度响应随时间变化趋势与有限元仿真结果一致,制作的高架轨道箱梁结构缩尺试验模型有效;当振动在轨道结构中传递时,扣件和橡胶层对1 000 Hz以上的高频振动具有明显的衰减作用;当振动由箱梁顶板向底板传递时,顶板加速度导纳最大,翼板次之,其次是腹板,底板加速度导纳最小;设计制作的高架轨道箱梁结构缩尺试验模型能够反映原型振动响应的一般传递规律,可用于轨道箱梁结构振动传递特性与控制关键技术研究。      

基于直接模态摄动法的无阻尼线性随机结构的随机振动研究（I）——随机自振特性求解

针对于多自由度线性复合随机结构的随机自振特性分析,提出了基于数论选点的直接模态摄动法。首先利用数论选点法选取结构样本,然后采用直接模态摄动法计算样本结构相对于均值结构的摄动量,从而得到样本结构的模态,最后采用统计方法求得随机模态。对于较少随机变量确定的随机结构,基于数论选点的直接模态摄动法,其计算效率较传统的Monte Carlo模拟法效率要高,可以很快很准确地得到计算结果。