基于虚拟激励法的大跨径连续刚构桥地震作用下力学特征分析

为探究大跨径连续刚构桥在各维度地震作用下结构受力规律,基于随机振动理论,将虚拟激励法应用至连续刚构桥抗震分析中。并以某(65+120+65)m连续刚构桥为分析对象,选取Clough-Penzien功率谱模型对比分析了各维地震激励下主梁和桥墩力学响应特征。计算结果表明：一维激励下,各方向的激励荷载分别控制各方向的弯矩;纵向+横向二维激励下主梁纵向和横向弯矩与纵向、横向一维激励规律大致相同,均方根结果有小幅增大;在竖向激励下,结构反对称振型被激发,使得主梁和桥墩弯矩值有所降低;结构位移变化规律与弯矩变化规律大致相同。     

高速机车车辆横向振动最大偏移量计算

应用随机振动理论，通过对轮对输入轨道谱和解动力学方程得到准高速车辆最大横向振动偏移量，与线路动力学试验结果基本一致。用同样的方法再计算２００－３５０ｋｍ／ｈ运行时的车体横向振动偏移量，即可作为制定高速机车车辆限界和建筑限界的基本依据之一。     

车辆路面纵向振动信号再现方法研究

基于自回归滑动平均模型(ARMA)的方法,实现了不同车速和路面条件下的随机振动信号的实验室再现。并对某货车的半主动悬架物理模型进行了路面随机振动信号再现和平顺性试验,通过对实际信号和再现信号的统计数据、累积频率分布(CFD)和功率谱密度(PSD)的效果比较,表明其优点是方法简单、准确度高、周期短、费用低。     

桥梁结构随机振动分析

桥梁结构的随机振动有别于其他结构。由于车辆在桥上的位置是不断变化的,因此,即使作为输入的随机激励是平稳随机过程,车桥的动力响应也超出平稳随机过程的范围,即质量在梁上不断的运动,使系统运动方程组成为一个时变系数的二阶微分方程组,一般只能采用逐步积分的数值方法,也可以用频域法,假定其频率响应函数在瞬间不随时间变化,近似的处理这种时变性问题。     

In-plane Auto-Parametric Vibration of Inclined Cables under Random Transverse Excitation

In-plane auto-parametric stochastic vibration of inclined cables subjected to Gaussian white noise in transverse bridge orientation is investigated. Based on Newton＇s laws of motion and Galerkin＇s modal truncation principle, the influences of geometry nonlinearity induced by sag and large displacement of cables and the initial equilibrium state are taken into account. Meanwhile, the three-dimensional non-linear differential equations of inclined cables for coupling vibration are deduced, equivalent stochastic linearization method is applied to derive the 14-dimensional first-order nonlinear differential equations of state vectors, and the Runge-Kutta integration method is utilized to obtain the root mean square （RMS） response. Results show that when the transverse random excitation imposed on the stayed cable exceeds a critical value, the in-plane transverse vibration of the cable are excited due to tim auto-parametric nonlinear coupling, and the critical value of random excitation increases with the damping ratio. In this motion, the cable response possesses non-stationary characteristics, even though the loading keeps stationary.     

结构随机振动有限元/边界元法声学数值仿真

建立了结构振动的有限元模型和声学分析的边界元模型,基于边界元法推导了声学响应函数的计算公式,利用声学响应函数和激励谱密度推导了设计域点响应声压的自谱密度函数.以平板稳态振动声辐射为研究算例,计算了1~200 Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励的声学响应.理论推导和实例结果表明,基于边界元法的声学响应函数可有效的求解随机声场.     

轨道车辆底架吊装接线箱随机振动疲劳及瞬态冲击性能研究

基于BS EN 61373:2010标准对轨道车辆底架吊装接线箱进行随机振动疲劳寿命以及冲击强度分析.首先利用ANSYS对接线箱进行PSD随机振动计算,结合迈纳尔(Miner)累积损伤理论以及Stein-berg提出的高斯三区间法,对接线箱随机振动疲劳寿命进行评估.然后通过ANSYS对接线箱进行瞬态动力学分析,验证其冲击强度能够满足设计需求.并探讨了Rayleigh阻尼系数对接线箱冲击特性的影响,为以后轨道车辆底架吊装结构冲击强度分析提供了参考.     

列控车载设备随机振动仿真分析

利用有限元分析软件ABAQUS对某一列控车载设备的结构进行了动力学仿真分析,首先提取了列控车载设备的模态,并在此基础上进行了基于ASD(Acceleration Spectral Density)的随机振动分析,最后给出结构上的改进方案。通过研究发现,将CAE与产品结构设计相结合,可以提前预测产品的环境适应性、发现设计风险并提出改进方案,因此仿真分析可以缩短产品的开发周期、降低开发成本。     

基于虚拟激励法的轨道车辆垂向振动响应分析

针对传统的随机振动分析方法计算复杂、计算量大的问题,提出采用虚拟激励法求解轨道车辆的垂向振动响应,建立某型车辆的垂向动力学模型,求解车辆的垂向振动响应并验证模型的正确性.与传统求解方法的计算结果比较表明,虚拟激励法适合于求解车辆的垂向振动响应,并且计算简单.在频域内对车辆垂向振动响应的分析表明:随着车辆运行速度的提高,车体、前后转向架以及一位轮对的垂向加速度的功率谱密度和振动主频均增大,轮对的垂向振动经一系悬挂传到转向架,再经二系悬挂传到车体,其振动频率f降低,振动幅值迅速减小,传到车体上时振动已变得很弱;f＞5Hz时,车体、前后转向架和一位轮对垂向加速度的功率谱密度均随着一系阻尼器两端橡胶节点刚度与一系弹簧刚度比值的增大而增加,尤其是车体和前后转向架的垂向加速度的功率谱密度变化更为明显,因此降低橡胶节点的刚度有利于提高车辆运行的平稳性.     

地铁车站结构随机振动响应分析

基于地震反应的随机非确定性,运用基于概率统计方法的随机振动理论进行结构抗震分析,考察结构的动力可靠度,是一种合理的设计方法。运用虚拟激励法对青岛地铁五四广场站进行随机振动分析,避免了传统方法计算的冗繁,得到了具有统计意义的结构动力响应。考虑x向功率谱输入时,弯矩分布较为均匀;地铁结构体型变化较大的部位剪力明显增大;柱底剪力较小,边跨柱剪力小于中跨柱底剪力。考虑y向功率谱函数输入时,沿梁轴向剪力值逐渐增大,柱底剪力明显大于x向输入时的柱底剪力,边跨柱柱底剪力大于中跨柱底剪力。所得结论为地铁站这一复杂结构形式进行基于可靠度理论的设计提供了依据,可以作为同类设计的参考指导。