岳阳洞庭湖大桥模型动力特性分析

介绍了岳阳洞庭湖大桥模型的动力计算模式的选取方法，在相似分析的基础上，分析了实桥、理想模型桥、实际模型桥的计算方法，分析了索塔、斜拉索的附加质量对模型桥动力特性计算的影响程度，并且探讨了过墩刚度的模拟取值对模型桥的影响，为模型桥的模态试验方案提供了理论依据。     

拓宽方式对拼接加宽桥梁动力性能的影响分析

为了研究不同拓宽方式对拼接加宽桥梁动力性能的影响,利用模态分析的特征方程、子空间迭代法和ANSYS中的模态分析方法对旧桥铰链拓宽和刚接拓宽的固有频率、振动、结构刚度进行分析,研究不同拓宽方式下桥梁模态参数和动力响应。结果表明,旧桥模型与新桥模型的动力性能相似,都具有良好的协同工作性能;不同拓宽方式对桥梁的动力性能影响几乎一致;桥梁拓宽改善了旧桥动力性能;刚接拓宽对旧桥动力性能改善更加有利。     

时变温度下某吊杆拱桥结构的模态试验与分析

针对时变环境温度对实际桥梁结构的动力特性影响问题,进行了试验研究。首先,对某一吊杆拱桥模型进行了长期动力测试,通过模态参数识别,得到了该结构在不同温度下的前6阶频率、阻尼比和振型;其次,采用测试模态参数,利用子结构方法对该拱桥模型进行了有限元模型修正;再次,将结构的测试模态参数与修正后有限元模型的动力特性进行了比较分析;最后,通过回归分析,建立了环境温度与结构频率的关系模型,并利用该模型建立了测试结构在完好状态下的置信区间,从而利用该置信区间对测试模型结构的性能进行了诊断。研究发现:测试结构的频率随环境温度的升高呈下降趋势,而测试结构的阻尼比、振型对环境温度的变化并不敏感。     

连续刚构桥动力特性参数识别与有限元模型修正

以东营黄河公路大桥——大跨预应力混凝土连续刚构桥为对象,首先利用ANSYS建立了全桥的三维有限元模型并进行了理论模态分析;并应用频率分解方法(FDD)和特征系统实现算法(ERA)分析了该桥所安装的健康监测系统采集的加速度响应数据,进行了桥梁动力特性参数识别;最后,在所建立的初始有限元模型和识别的实际桥梁动力特性参数的基础上,采用模型修正的方法,得到了该桥修正的有限元模型。研究结果表明,通过该桥监测系统采集的加速度数据可以较好地识别其模态参数,所识别的模态参数可作为结构动力特性修正的依据;修正后的有限元模型能更真实地反映结构的动力特性,模型修正的结果较好地反映了实际桥梁的物理特性。该模型可以作为该桥梁长期健康监测与状态评估的基准模型。     

时变温度下某拱桥的状态诊断

在时变温度下,利用结构模态参数对桥梁结构状态诊断进行试验研究。通过对某拱桥模型进行长期动力测试,并对测试加速度信息进行模态参数识别,得到该模型在不同温度下前4阶的频率、阻尼比和振型。利用测试数据对该拱桥模型进行有限元模型修正,将结构的测试动力特性与有限元计算结果进行比较,分析该结构动力特性随温度的变化规律,建立环境温度与结构频率的关系模型,并利用该模型对测试模型的结构性能进行诊断。本文所提出的结构状态诊断方法能有效判别时变温度下该拱桥模型结构是否产生损伤,也为实际桥梁结构状态诊断提供了一种有效思路。     

盘式制动器制动尖叫的研究

制动尖叫是由摩擦耦合诱发和顺各部件的模态参数匹配不当引起的系统不稳定现象，针对一个有尖叫倾向的实际样车，通过有限元方法提取制动器各部件的模态参数，以制动器的每个部件作为一个子结构，应用自由界面法进行模态综合，得到了与实际尖叫情形相符的耦合模型；应用耦合模型，通过分析子结构模态与耦合系统不稳定模态的关系，这量地得到了各子结构模态对制尖叫的影响大小，从而得到了决定尖叫产生与不否的关键因素－支架的第１１     

基于模型修正的公路简支板梁桥荷载横向分布系数计算方法

为了使得理论计算的桥梁荷载横向分布系数与试验结果更加吻合，并且降低静载试验成本，在铰接板法基础上，提出一种基于模型修正技术的公路简支板梁桥荷载横向分布系数简化分析方法。该方法建立了一种可以考虑板间接缝剪切变形的简化分析模型，并推导了相应的静力和动力方程。针对简化模型的结构特点，提出了以待测桥梁动力试验测得的自振频率和桥梁跨中振型构造目标函数，以竖向弹簧刚度k、扭转弹簧刚度Ψ以及剪切弹簧刚度k_q为待识别参数的模型修正方法。通过提出的模型修正方法，得到实际状态下桥梁的主要参数，以简化模型的荷载横向分布系数影响线为基础，可计算各板梁的横向分布系数；验证了不考虑板梁间接缝剪切变形时，基于简化模型的横向分布系数分析结果与铰接板梁法相同，从而证明了所提简化模型和分析方法的可靠性。最后以一座桥梁为对象，进行了动力测试，识别了简化模型的物理参数。模型修正之后的模态频率和实测值吻合良好，同时振型之间的MAC（模态保证准则）系数也接近于1，从而表明利用所提的模型修正方法可以有效识别简化模型的物理参数，使理论模型和实际桥梁吻合。     

某独塔混凝土斜拉桥动力性能研究

为验证某独塔混凝土斜拉桥的设计理论和实际工作动力性能,对其进行了环境激励下的模态参数识别。在检查了桥面平整度情况后,进行试验工况下结构动位移、冲击系数等结构动力特性研究。研究结果表明:大桥模态参数测试值与理论设计值基本相符,冲击系数则由于桥面平整度较差与规范值相比略大。动力特性试验研究验证了设计理论和分析理论的正确性,为大桥管理和养护提供了数据依据,也为同类桥梁的设计和施工提供了参考。     

汽车发动机悬置系统动刚度模态分析

建立了基于悬置元件怠速工况下动刚度的发动机悬置系统MATLAB力学模型.同时由LMS实验模态分析系统测得了发动机实际工况下的运行模态参数,并以模态置信度对其进行了验证.与静刚度模型相比,以悬置元件动刚度建立的模型,其动态参数与运行模态参数更为接近,表明动刚度模型能更好地模拟悬置系统实际工况下的动态特性.     

运营状态下杨浦大桥模态试验与状态评估方法研究

利用频域一空间域分解法,建立桥梁运行模态识别方法.该方法对桥梁在实际运行状态下车辆激励的响应测量数据进行无偏功率谱估计;然后采用奇异值分解技术,将随机响应数据空间分解成信号和噪声2个子空间,得出模态指示函数;并利用空间模态滤波技术分离出单一模态,准确识别出桥梁结构的模态参数.通过对杨浦大桥进行动力试验,测试桥梁在环境激励下的振动信息,采用该方法分析得到桥梁结构的动力参数,并与有限元计算结果相对比,有效实现了对桥梁结构整体状态和工作性能的评估.     

公路下伏采空区模型试验相似材料研究

公路路基下伏采空区岩体相似材料研究是开展模型试验研究的必要条件,依据相似原理对采空区常见岩体(砂岩、泥岩)进行相似材料研究,通过概化试验模型,确定几何比及物理相似比,确定相似材料满足的强度要求。同时,把粉煤灰应用于岩石相似材料中,并取得了较好的效果,相似材料及相似比的确立为采空区室内模型试验研究提供了研究基础。     

重庆菜园坝长江大桥模型动力相似理论分析

根据伯金汉π定理,分析重庆菜园坝长江大桥模型的模态参数之间的关系,采用本文推导的简化方法同样得到了模态参数之间的关系。通过与伯金汉π定理的比较及试验结果的验证,证明本文所推导的简化方法的正确性。     

基于高阶谱的大跨悬索桥风致振动模态分析

为研究大跨悬索桥的风致振动及在大风下的模态，利用已建立的虎门大桥实时监测系统获得了风致振动数据，在比较几种传统的时域和频域模态识别方法的基础上，提出了基于高阶谱的ARMAV模型对振动数据进行分析。这种方法基于高阶谱分析，有别于传统的功率谱分析，其模态分析结果同已建立的有限元3－D模型数据计算结果是吻合的，验证了该方法的可行性。     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。     

Finite-element model calibration of a railway vehicle based on experimental modal parameters

This article describes the experimental calibration of a three-dimensional numerical model of an Alfa Pendular train vehicle based on modal parameters. The dynamic tests of the carbody and bogie of the vehicle allowed the determination of the frequencies and modal configurations of 13 vibration modes, by applying the data-driven stochastic subspace identification method. In addition, a dynamic characterisation test of the passenger-seat system was also conducted. The calibration of the model was performed using a submodelling/multistep approach involving two phases, the first one focused on the calibration of the model of the bogie under test conditions and the second one focused on the calibration of the complete model of the vehicle. The calibration was performed through an iterative method based on a genetic algorithm and allowed to obtain optimal values of 17 parameters of the numerical model. For the pairing of the vibration modes, real and complex, a recent technique was used based on the calculation of the modal strain energy. The stability of a significant number of parameters considering different initial populations demonstrated the robustness of the algorithm. The comparison of experimental and numerical responses before and after calibration revealed significant improvements in the numerical model and a very good correlation between the responses obtained with the calibrated model and the experimental responses.     

大跨径钢桥面铺装层车辆动响应影响因素分析

从耦合振动的角度出发,研究大跨径钢桥面铺装层在车辆随机动荷载作用下的响应机制.将汽车等效为2自由度5参数模型,考虑桥梁表面不平顺产生的随机激励,建立车-钢桥面铺装耦合振动分析模型.利用模态分析与时变系数常微分方程求解方法,分析钢桥面铺装在车辆随机动荷载作用下的动力响应分布规律.定义由铺装层竖向位移、拉应力和拉应变表示的动力放大系数,研究车速、桥面不平度、铺装层开裂损伤和粘结层滑移等对动力放大系数的影响.结果表明,路面不平度、粘结层滑移是影响动力放大系数的主要因素,在进行大跨径钢桥面铺装结构设计时可考虑动力放大系数为1.5.     

振动压实过程土体参数识别方法研究

为了分析土壤特性与振动压路机在振动压实过程中的动态相互作用关系,提高压实效果,对振动压实过程中土壤刚度、阻尼、土体随振质量及土的固有频率等参数进行动态识别.用相似理论与模型试验法在确定了模型与原型之间的几何相似比并满足载荷相似条件后,根据模型试验结果推导出了原型土体参数;用方程对等法把受简谐激振力作用的振动轮等效为集中质量振动系统,以此作为振动压实过程的力学模型,根据振动微分方程的等效条件进行识别;用幅频特性曲线拟合法以振动压路机-土壤系统动力学方程为基础,用计算机进行动态仿真.分析表明:土的刚度和阻尼,不仅与被压实时土的初始状态、环境温度和湿度等因素有关,而且随振动压实过程中压实度的变化而改变.     

利用试验模态参数建立轮胎非稳态侧偏模型

在对轮胎垂直特性和稳态侧偏特性建模的基础上，利用由轮胎模态试验提取的试验模态参数建立了轮胎非稳态侧偏模型，该模型考虑了印迹的动态变形和胎宽的影响，对印迹进行离散化并初步计入了速度对非稳态性的影响，推导出侧向力和回正力矩关于侧向位移和摆动角的传递函数的解析公式，可以计算不同载荷下的非稳态特性，计算结果与文献中的试验结果相符，建模和计算结果说明利用试验模态参数可以方便地建立轮胎的非稳态特性，计算结果与     

基于响应功率谱传递比的桥梁结构工作模态参数识别方法

为实现基于振动传递比函数的工作模态分析方法能够在任一荷载工况下识别结构模态参数，引入参考响应思路，构建响应功率谱传递比（Power Spectral Density Transmissibility，PSDT）函数。首先利用比例函数的极限定理，揭示PSDT在系统极点处的重要特性，进而根据这一特性建立PSDT驱动的峰值法；同时为解决传统传递比方法无法识别结构阻尼的问题，建立基于PSDT驱动的最小二乘复频域法（LSCF），通过参数化拟合思路识别频率、振型和阻尼比，并运用稳定图辅助剔除虚假模态。通过10层剪切型框架结构数值算例，对比研究外部激励性质对PSDT法及传统频域法（峰值法、频域分解法）识别结果的影响。最后，运用PSDT法对环境激励下的人行桥进行工作模态分析，并与传统响应传递比方法及随机子空间法（SSI）结果进行对比。研究结果表明：在同一工况下不同参考响应的PSDT函数在系统极点与外部激励性质无关，且等价于振型比值；PSDT法相比于传统频域法对外部激励具有更为良好的鲁棒性，能够降低识别谐波激励引起的虚假模态的风险；不同于传统响应传递比方法，在任一工况下基于PSDT法能够识别人行桥的包括阻尼比在内的工作模态参数，并产生更为清晰的峰值和稳定图，具有更好的可操作性；该方法识别结果与SSI结果吻合较好，验证了其在任一荷载工况下分析实际桥梁结构工作模态特性的可行性。