波流联合作用下隔水套管的涡激非线性振动

考虑流及波流联合作用,研究了套管的涡激非线性振动.将套管简化为梁模型,计及莫里森非线性流体动力和涡激荷载,建立套管的涡激振动方程.采用克雷洛夫函数求解套管的固有频率和模态,提出了计算涡激非线性动力响应的迦辽金方法.以东海勘探3号钻井隔水套管为例,研究了流引起的主共振和波流联合引起的组合共振.计算结果表明:流对套管的动力响应占主导地位,而波的影响不大.分析了前四阶模态、升力系数、流体阻尼系数对套管动力响应的影响.揭示了波流联合激励下套管复杂的动力响应特性.     

智慧公路设备横梁风振特性研究

针对智慧公路设备横梁大幅振动问题,通过分析等截面直梁受迫振动特性,结合风在横梁处绕流时旋涡脱落频率进行计算,证明横梁振动为风作用下的驻波,对应于横梁的一阶振型,振动频率与旋涡脱落频率相同,振幅与结构固有频率、激励频率和阻尼具有相关关系,固有频率与横梁直径成正比,与跨径平方成反比,随横梁质量增加而减小。当激励频率与固有频率接近时,横梁将发生大幅共振,通过提高结构刚度、增加阻尼或改善断面气动外形可抑制风振。     

考虑梁弯扭耦合对钢轨横向振动特性的影响

为准确预测弹性波在钢轨中的传播，且探究考虑Timoshenko梁弯扭耦合的必要性，基于波谱-辛混合法建立了考虑梁弯扭耦合的钢轨-扣件空间无限长模型.在模型验证的基础上，分析考虑Timoshenko梁弯扭耦合对钢轨横向固有频率与速度导纳的影响，进一步从理论和试验方面分析了扣件胶垫垂向预压特性对钢轨横向弯曲振动特性的影响.研究结果表明：考虑梁弯扭耦合使得钢轨横向弯曲共振频率增大了约29.6 Hz，且在钢轨横向弯曲振动中同时出现弯曲和扭转pinned-pinned模态；扣件胶垫垂向预压特性主要影响钢轨横向中低频振动，随着预压的增大，钢轨横向弯曲共振频率增大；当预压从30 kN增加到50 kN时，实测的横向弯曲共振频率增加了13.7 Hz，考虑和不考虑梁弯扭耦合时其分别增加了12.5 Hz和21.7 Hz；不同预压下考虑梁弯扭耦合的钢轨横向弯曲共振频率变化规律与实测的结果更为接近.     

考虑桩土作用的铁路曲线梁桥车桥耦合振动分析

以某铁路曲线多跨简支梁桥为例,讨论了考虑桩土作用的铁路曲线梁桥车桥耦合振动. 在对曲线梁桥车桥耦合振动的分析中,建立了具有35个自由度的铁路车辆曲线通过模型和动力方程,建立了曲线梁的动力模型及其动力方程;建立了一种基于激励非线性振动的数值方法,并在Windows9X/2000/XP工作环境下利用PowerStation和VisualC++完成了计算程序的编制,取得了较好的计算结果. 分析中将曲线通过的车辆和曲线梁桥分为两个由非线性轮轨接触力所联系的振动子系统,通过迭代法进行求解这两个子系统;轨道不平顺采用在给定轨道条件下的人工模拟不平顺,在分析过程中计入了不同车速对曲线通过的车辆及曲线连续梁桥振动的影响,得到一些有益的结论.     

索-梁组合结构耦合非线性振动的数值研究方法

介绍了索-梁组合结构耦合非线性振动的数值研究的方法。     

中低速磁浮车岔耦合振动研究

为研究中低速磁浮道岔主动梁关键参数对车岔耦合振动的影响，进行了各工况下磁浮道岔主动梁的模态测试，并建立了考虑道岔主动梁弹性振动的车岔耦合动力学模型，对悬浮稳定性进行了分析. 通过仿真与试验对比，对道岔主动梁的模态特征进行了修正，并基于修正后的车岔耦合动力学模型，研究了磁浮道岔主动梁不同设计参数对悬浮稳定性的影响规律. 研究结果表明:中间台车采用50 MN/m的弹性约束进行等效，能够达到比较理想的误差要求；二台车支撑方案相比三台车支撑方案，更容易避开磁浮车岔耦合的共振频率；随着主动梁一阶垂向弯曲频率的不断增大，悬浮控制参数的稳定区间越小，当道岔主动梁垂向弯曲频率大于12 Hz时，更容易出现车岔耦合振动现象；随着道岔主动梁刚度的增加，悬浮控制参数的稳定范围越小；增加道岔主动梁结构阻尼比不能解决车岔耦合共振问题，只能降低振动幅值大小；随着道岔主动梁线密度的增大，越不容易出现车岔共振现象，当线密度低于1 500 kg/m时，悬浮稳定区间将急剧下降；中间台车的等效支撑刚度越大，控制参数的稳定区间越小，但影响幅度不大.      

大跨度变截面梁沿导梁推送架设时的振动响应分析

大跨度拼装式桥梁是一种沿导梁推送架设的应急桥梁,其动力响应分析属于变截面梁在推送移动状态下的振动响应分析。首先利用瑞利法建立该工况下的动力学方程并求解,再利用空间有限元法建立振动系统模型并进行数值计算,最后利用基于无线传输方式的环境激励测试系统进行测试并分析,三者结果吻合较好,得到了外界激励应避开一阶竖向或横向固有频率、结构体系竖向振幅远大于横向、架设设备两侧机构不均衡会导致扭转振动等结论,为大跨度拼装式桥梁架设使用和动力响应分析提供技术支持。     

流作用下悬浮隧道张力腿的涡激动力响应

利用张力腿涡激振动方程，在考虑非线性流体阻尼和参数激励的条件下，应用伽辽金法和数值积分法。计算分析了参数激励频率对张力腿1阶涡激动力响应的影响，得出了位移响应、动弯矩、动剪力与参数激励频率的关系．计算结果表明，当参数激励频率为张力腿1阶固有频率的2倍时，张力腿的位移响应与跨中点的动弯距均达到最大。     

大型水轮机转轮异常振动及叶片裂纹分析

通过对某水轮机噪声、振动测试分析、转轮叶片试验模态分析和采用流-固耦合技术分析转轮叶片在水介质下的动力特性,找出水轮机异常振动、异常噪声和叶片裂纹原因 --转轮叶片固有频率与转轮叶片卡门涡激励频率相近引发转轮叶片共振,采用提高卡门涡频率、降低卡门涡激励能量的处理措施,取得了良好效果.     

考虑松弛特性的斜拉索面内非线性振动分析

基于牛顿运动定律及Galerkin模态截断原理,考虑拉索的垂度、大位移引起的几何非线性及拉索初始静平衡特性,根据拉索振动过程中的索力变化状态,推导并统一了斜拉桥拉索振动过程中松弛和无松弛状态下的斜拉桥拉索承受梁端竖向激励下的单变量双控制耦合振动微分方程组．采用龙格-库塔分段逐步时程积分方法求解该方程组,得出了拉索振动过程中的松弛和非松弛状态交替变化的全过程,并从物理意义及几何意义上详细解释了拉索振动松弛特性的变化规律．最后,以拉索振动索力为状态变量,搜索求解了拉索振动松弛的最小激励振幅、最大初始索力以及频率匹配关系．分析研究表明：在同时满足拉索垂跨比较大且拉索振动幅值较大时,才会出现拉索振动松弛特性,考虑拉索松弛特性对拉索振动幅值影响不大,但是对振动过程中位移的分布有较大改变．