非线性随机振动的加权线性化方法

本文针对一般统计线性化方法的残差最小化未涉及响应及其极值分步的不足，从响应量加权的原理出发，给出了非线性随机振动系统的一种加权线性化列式，从中可以导出几种具有相当精度的加权线性化方法。对几个典型的单自由度非线性随机振动系统进行了均方响应分析，结果表明，本文所建议的加权列式更接近于精确解，是一种更有效的计算方法。     

非线性系统非稳态随机响应的一种计算方法

本文给出了一种计算受调制白噪声激励的非线性系统非稳态响应的方法。考虑了等效线化系统的时变性，获得了位移，速度的均方和协方的递推关系。给出了一个算例，将计算结果与其它文献的结果进行了比较。证明该方法是简单，精确和有效的。     

考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法

传统等效线性化方法由于原理简单、参数获取方便而广泛应用于工程场地非线性地震反应分析中．实际工程应用中发现,这种方法由于对各个频率分量采用了等效剪应变水平,使得地面最大峰值加速度和高频段计算结果明显偏低．若干实验表明,应变幅值对土的力学行为起着关键性作用,当应变低于弹性应变阈值时,土体处于线弹性状态,弹性应变阈值主要与土的塑性指数有关．本文在对各种频率相关等效线性化理论方法分析的基础上,结合弹性应变阈值理论,建立了考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法,运用本文方法对海口某实际场地进行了土层地震反应分析,对比了与传统等效线性化方法的差异;同时对不同覆盖层厚度遭遇不同地震动强度的地震动进行了计算分析．总结了不同覆盖层犀度下本文方法和传统等效线性化方法计算结果的差异及规律．     

基于风致响应的高层建筑等效静力荷载研究

为研究风荷载作用下高层建筑动力响应对其顺风向等效静力风荷载的影响,基于结构风致响应动力学理论、脉动风速功率谱密度函数与相干函数的维纳辛钦关系及脉动风速准定常关系,采用随机振动振型分解方法对高层建筑的风致响应进行了研究. 首先,对高层建筑的平均风响应、背景风响应和共振风响应进行了理论分析,并推导出了沿结构高度分布的高层建筑顺风向等效静力风荷载理论计算公式;其次,通过对理论公式中各参数对计算结果的影响进行分析,提出了便于实际应用的高层建筑顺风向等效静力风荷载简化计算方法;最后,设计了4个典型高层建筑算例模型,并与阵风荷载因子法（gust load factor method,GLF）和惯性风荷载法（inertial wind load method,IWL ）进行对比,研究了本文方法的可靠性和有效性. 研究结果表明:当结构高度小于250 m时,3种方法所计算出的分布风力、剪力响应和弯矩响应偏差要大一些,GLF法计算结果最大,IWL法的计算结果最小,本文方法介于二者之间;当结构高度大于350 m时,分布风力的偏差在15%以内,对于剪力响应和弯矩响应的偏差在10%以内;本文方法与IWL法在剪力响应方面的差异率在–1%～18%之间,与GLF法的差异率在–12%～5%之间;本文方法与IWL法在弯矩响应方面的差异率在–6%～10%之间,与GLF法的差异率在–16%～5%之间.      

减振结构刚度特性对随机振动响应的影响

对典型的减振结构建立等效的质量-刚度集中参数模型,推导在基础随机激励下该模型的振动响应谱解析公式,并对它们在不同刚度参数下的振动响应变化特点进行了分析.通过分析可知在质量和阻尼一定的情况下,减振结构的刚度越小,对高频的过滤作用越明显;无论系统或减振结构刚度如何变化,其位移响应谱总均方根值主要都集中在低频段,因此对于需严格控制线位移或角位移的系统,应重点考虑低频段减振问题.     

随机结构参数车辆在随机激励下的振动响应

为分析随机结构参数对车辆系统随机振动响应的影响,通过1/4车辆模型,研究了具有随机结构参数的非线性车辆系统在随机过程激励下的振动响应.将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均视为随机变量,考虑轮胎与车身之间弹簧的非线性,将路面不平整引起的对车辆的激励作为平稳白噪声过程建立系统的动力性方程,采用能量差法对非线性车辆系统进行等效线性化处理;通过求解李雅普诺夫方程,获得平稳随机振动响应协方差矩阵,并通过多次迭代求得稳定的等效线性车辆系统参数.算例计算结果表明:能量差法计算位移的相对误差为6.841 5%,而方程差法的相对误差为8.150 5%;用此方法计算随机响应的方差值仅用了0.8 s,而用Monte Carlo法模拟1 000次耗时70 min.      

基于随机振动法的大跨度双塔斜拉桥地震响应分析

为研究大跨度双塔斜拉桥在随机振动下的动力响应,利用通用有限元软件ANSYS建立了某大跨径双塔斜拉桥的三维有限元模型,基于随机振动理论研究了该斜拉桥在一致激励下的地震响应,同时分析了局部地震效应对结构随机地震的影响,研究结果表明：三维激励下结构的地震响应一般较一维输入稍大,且其并非一维激励下地震响应的数值叠加;三维激励下结构的响应更加全面,为使结构更好地满足抗震要求,应着重考虑三维激励下结构的地震响应;对比在一致激励下的随机地震响应,考虑局部场地效应后,结构地震响应变化较大,且均呈增大趋势,其中主梁位移均方差和主塔顺桥向弯矩均方根增幅分别达到了26%和30%;对于大跨度斜拉桥,局部场地效应对斜拉桥随机地震响应的影响巨大。     

一类非线性梁在随机载荷作用下的弯曲振动(Ⅱ)

非线性工程结构对随机载荷的动力响应分析是当前工程界十分关心的问题、本文利用Karman-Howarth在各向同性湍流研究中提出的方法讨论了一类非线性等直梁在随机载荷作用下的弯曲振动,给出了一种用于结构动力响应分析的简单而衫的近似方法．     

一类非线性梁在随机载荷作用下的弯曲振动(Ⅰ)

非线性工程结构对随机载荷的动力响应分析是当前工程界十分关心的问题．本文利用Karman-Howarth在各向同性湍流研究中提出的方法讨论了一类非线性等直梁在随机载荷作用下的弯曲振动,给出了一种用于结构动力响应分析的简单而方便的近似方法。     

非线性短时交通流的一种神经网络预测方法

短时交通流预测是交通控制与交通诱导系统的关键问题之一。随着预测时间跨度的缩短,交通流量的变化显示出越来越强的不确定性,使得一般的预测方法难以奏效。本文针对BP神经网络运行的特点。提出了用隔离小生境遗传算法优化传统的BP网络。实例证明,该神经网络的进化建模方法设计简单,全局搜索效率较高,能有效的用于短时交通流量的预测。     

一种多功能非线性控制器的电路设计

给出一种多功能曲线模拟电路,它可在不改变电路结构的情况下实现多种类型的非线性控制,克服了目前一些曲线模拟器应用上的单一性问题,为一些不使用微机技术完成非线性控制的场合提供了一种简单实用的方法。     

几何大变形非线性问题中拟线性等效系统研究

描述几何大变形问题的方程式为非线性微分方程,该方程不能应用叠加原理求解,且当荷载复杂、柔性结构杆件的截面变化时其求解更加复杂.基于拟线性等效系统的原理,提出了简化的拟线性等效系统,通过试差法确定水平位移△,将非线性弯矩和刚度转化为线性问题,从而将欧拉一贝努利方程转化为线性问题,并且在梁中推广了拟线性等效系统.实例验证表明拟线性等效系统简化方法得当、计算结果满足精度要求.     

非线性耦合谐振子模型的一种对角化解法

利用Wegner流方程方法研究非线性谐振子和非线性耦合谐振子系统。对非线性谐振子系统,计算出系统参数随流参数变化的一组方程及系统的能级;对耦合的非线性谐振子系统,得出系统参数随流参数变化的一组非线性方程,数值分析对角化了系统。     

不完全驱动船舶非线性控制

介绍了不完全驱动系统及其意义, 建立了船舶港内自动靠离泊模型和海上航运控制模型。以船舶在大洋航行或长距离转向点间航行中经常发生的直线轨迹跟踪为例, 运用输入-输出线性化设计方法, 给出了一个具有渐近跟踪能力的控制律。将该控制律应用于一个实例, 并用Matlab语言进行了计算机仿真, 结果表明该控制器可以解决船舶的不完全控制问题。     

随机振动系统构件应力谱密度的计算

分析了求解一般系统应力谱的过程，在应力谱计算中提出了单位应力矩阵的概念，解决了由系统随机响应计算应力功率谱密度的问题，并讨论其在一般情况下的存在性。最后用一个算例说明文中提出方法的有效性。     

大跨度斜拉桥结构的等效静阵风荷载分析

处于多风地区的大跨度斜拉桥结构,风荷载是桥梁设计时必须考虑的因素,但采用随机振动理论进行结构设计,计算过程往往比较复杂。利用等效静阵风荷载计算了结构在风荷载作用下的响应,为桥梁的设计提供依据,对同类工程具有一定的借鉴作用。     

非线性变结构控制理论及在分岔控制中的应用

系统地介绍了变贩基本概念，包括各种形式的趋近律及切换函数的设计方法。提出了一种引入等效控制项的非线性变结构分岔控制方法。该控制律既保留了传统非线性变结构控制的优点，又简化了设计，解决了高频抖动的问题。通过实例仿真分析，验证了该方法的有效性。