电液3-UPS/S并联稳定平台参数振动特性分析

针对电液3-UPS/S并联稳定平台驱动液压缸的压力脉动所产生的参数振动,建立了稳定平台的参数振动方程并利用多尺度法求解了主共振响应与组合共振响应的一次近似解;分析了主共振与组合共振响应特性以及振动幅值在初始工作空间内的变化规律,最后采用四阶龙格库塔法与模态试验对参数振动模型进行验证。结果表明:数值解与理论解之间的最大误差为4.20%,固有频率理论值与试验值之间的最大误差为4.66%,可验证参数振动模型的正确性。

随机激励下斜拉索-梁参数振动模型及响应分析

为了揭示随机激励下斜拉索参数振动特性,考虑拉索几何非线性、倾角以及桥面梁的协同振动影响,建立了斜拉索-桥面梁耦合参数振动模型,利用相空间变换推导了索-梁结构耦合振动伊藤状态方程组,给出了高斯白噪声作用下索梁振动时程求解迭代格式,分析了拉索随机响应时程、频域、统计特性以及概率密度变化,并与高斯截断方法进行比较,考察了拉索阻尼比、初始张力、桥面梁的初始扰动以及随机激励强度对拉索振动的影响规律。结果表明:斜拉索振动迭代方法可有效求解随机激励下索-梁耦合参数振动时程,与传统的高斯截断方法的计算结果吻合;随机激励下,斜拉索“拍振”振幅具有明显的不确定性,斜拉索与桥面梁结构发生耦合振动时,两者之间存在能量传递现象;斜拉索随机激励位移响应均值具有非平稳瞬态特性,其位移均方差的稳定时间大于理想激励下的响应;斜拉索响应功率峰值对应的频率和功率谱密度旁瓣峰值衰减量基本一致,但斜拉索第一旁瓣峰值与主峰差值并不相同。斜拉索振动响应概率密度分布满足高斯分布形态,置信区间约为0.98,符合马尔科夫性质。随着阻尼比增大,拉索阻尼抑制效率降低;桥面梁初始扰动越大,拉索振动位移越大;拉索张力越大,拉索振动幅值呈非线性减小趋势,但张力进一步增大时,拉索振动幅值衰减趋于稳定;随机激励强度越大,拉索响应越大。

车辆荷载作用下斜拉索参数振动分析

当外部荷载激励的频率与斜拉索自身的频率呈一定倍数关系时,斜拉索便会发生参数振动,产生非常大的位移响应,会给车辆、行人、桥梁以及拉索本身带来非常严重的灾害,这一现象也引起了学者和社会各界的高度关注。以某超大跨度斜拉桥作为研究对象,采取ANSYS有限元分析法,考虑车桥耦合以及桥面不平顺等因素,研究斜拉索在车辆荷载作用下发生大幅值参数振动的可能性。研究表明,由于斜拉桥有限速要求,若桥面上车辆都在规定时速内行驶,斜拉索不会发生大幅值参数振动。

基于超细长弹性杆模型的斜拉索参数振动分析

将超细长弹性杆力学模型应用于描述大跨度斜拉桥拉索的非线性振动行为.首先,在假设拉索静态位形为悬链线型的基础上,考虑斜拉索的几何非线性、垂度和抗弯刚度,推导了拉索在轴向激励作用下的多模态非线性振动方程.其次,通过多尺度法对该振动方程求解,得到拉索发生主共振、主参数共振和3∶1次共振的常解存在条件;再根据Lyapunov近似稳定性判据进一步揭示振幅稳态解的渐进稳定条件.最后,通过近似解与数值解的对比分析,研究频率比、激励幅值和拉索阻尼对拉索振动特性的影响关系.结果表明:基于弹性杆模型的拉索振幅值略大于弹性梁模型,且拉索发生主参数共振的最小起振幅值有所降低;增大阻尼可一定程度上减小拉索的振动,但抑制效果有限,故控制激励幅值是减小拉索振动的有效方法.

采用向量式有限元的拉索参数振动模拟

拉索的参数振动主要是由连接拉索端部的结构振动引起的,当端部振动频率与拉索的自振频率满足一定倍数关系时,拉索端部激励容易激发较大拉索参数振动。由于参数振动存在复杂的非线性振动特征,传统的解析方法难以应用于实际工程。本文发展了模拟拉索参数振动的向量式有限元方法,对斜拉索在动边界条件下的振动进行分析,对比控制方程的数值解以验证结果的准确性。并基于向量式有限元模型对端部支座轴向运动激励下产生的主共振区和主参数共振区特性进行讨论,分别研究了拉索倾角、阻尼比以及风荷载协同作用对参数振动的影响。研究结果表明向量式有限元可以有效模拟复杂工况下的拉索参数振动,有利于实际工程应用。

考虑塔梁影响的斜拉索随机激励参数振动分析

为了揭示随机激励下斜拉索参数振动特性,考虑塔、梁协同振动的影响,建立了高斯白噪声激励下斜拉索-桥塔-桥面梁耦合振动微分方程,推导了耦合体系的伊藤状态方程组,采用Milstein-Platen法构造了斜拉索振动时程求解迭代格式,研究了斜拉索振动的时程、统计和频域特性,分析了桥塔侧向扶正作用、激励强度和索塔梁初始位移对拉索振幅产生的影响.结果表明:随机激励下斜拉索振动呈现出双“拍”振现象,“拍”幅值和周期具有随机性;拉索随机位移均值、均方差在振动初期具有长时间的非平稳特性;拉索响应幅值对应的频率和拉索功率峰值对应的频率基本一致,但随机激励下的拉索幅值和功率峰值更大;拉索振动概率密度曲线满足高斯分布和马尔科夫性质;桥塔侧向扶正作用越强,拉索振幅越小;激励强度越小,拉索振幅越小;各结构初始位移越大,拉索振幅越大,且对桥面梁初始位移越敏感.

纵向荷载作用下简支梁参数振动的理论与试验研究

为了研究简支梁在纵向力作用下参数振动的发生过程及作用机理,推导了梁的Mathieu-Hill方程,运用Bolotin法求解出二阶精度的动力不稳定区域近似解,并结合Runge-Kutta法对其进行验证;开展激振试验得到了不同加速度作用下梁的动力响应,并提出了利用波形分析与功率谱相结合的方法判定梁的振动形态,对简支梁在纵向荷载作用下参数振动的发生进行了详细的阐述。结果表明:Bolotin法求解计算的动力不稳定区域的正确性,简支梁在纵向简谐力作用下会发生参数振动,梁发生参数振动的过程历经暂态振动、参数振动、暂态振动3个阶段,结构几何非线性的存在会抑制梁动力响应的无限增长。

斜拉索面内参数振动的理论和试验研究

研究斜拉索在弦向位移激励下的面内非线性振动方程,该振动方程考虑拉索垂度、倾斜角、大位移、激励幅值、阻尼等影响因素,并应用龙格-库塔数值积分法求解该微分方程。在试验室建立了斜拉索模型,开展斜拉索受弦向位移激励的面内参数振动的试验研究,实现了斜拉索的参数振动。试验研究和数值计算表明斜拉索的参数振动与系统频率比、激励幅值、阻尼等因素有关,参数振动发生在一定的频率比范围内,斜拉索振幅与频率比关系曲线体现出非线性特性,系统阻尼使得斜拉索参数振动的激励幅值要超过一定的阀值。

斜拉桥双索与桥面耦合的非线性参数振动特性分析

考虑斜拉索几何非线性的影响,以及桥面运动而引起的拉索内力变化,基于牛顿定律,推导了斜拉桥双索与桥面耦合的非线性振动方程.运用Galerkin方法将非线性偏微分方程转化为关于时间的二阶常微分方程.利用多尺度法对系统进行摄动分析,发现系统存在许多参数共振形式,并针对其中一种参数共振,数值分析了双索在振动过程中的相互影响.结果表明:只变动其中一根索的参数,另一根索的运动特性会受到较大影响.这说明索-索的间接耦合作用不容忽视.

CFRP拉索的非线性参数振动特性

建立了CFRP拉索的非线性参数振动模型,该模型考虑了拉索同时受梁端和塔端激励的状况,并考虑了索的垂度、大位移等引起的几何非线性;利用该模型,对相同条件下的CFRP拉索和钢拉索,采用数值方法分析了频率匹配比、拉索静拉力、激励幅值以及阻尼等因素对拉索参数振动特性的影响。研究结果表明,拉索振动的拍频、幅值与上述因素均有关,且CFRP拉索在参数振动发生几率、参数振动响应等方面优于钢拉索。

悬浮隧道锚索-隧道耦合非线性参数振动研究

考虑锚索的垂度效应和水体对锚索的作用,建立了悬浮隧道锚索-隧道体耦合非线性参数振动数学模型,并用龙格-库塔积分法对其进行了数值求解。研究结果表明,隧道体的初始扰动严重影响锚索的位移响应;水体对锚索的阻尼力和附加惯性力均可减小锚索的位移响应;增大锚索或遂道体的阻尼可以显著减小锚索的振幅,通过在锚索或隧道体上设置阻尼器以消除锚索的大幅振动的方法可行。

斜拉桥索-桥耦合非线性参数振动数值研究

考虑拉索垂度及几何非线性的影响 ,建立了斜拉桥拉索与桥面耦合振动的非线性参数振动精细模型 ,用龙格 库塔直接积分方法对典型拉索进行了数值求解。研究结果表明 ,拉索与桥面的耦合参数振动特性与索的垂度、振动频率、倾斜角度等有关。

三维随机激励作用下斜拉索参数振动的有限元分析

为了解风荷载和车辆荷载作用下斜拉索的位移响应,以某双塔斜拉桥为例,建立斜拉索的有限元模型,采用时域抖振分析和车-桥耦合振动分析方法,得到风荷载和车辆荷载作用下斜拉索的索端位移激励,对斜拉索参数振动进行分析,分别讨论了不同方向索端位移激励下斜拉索的位移响应,并分析了风速及车速的影响。结果表明:风荷载引起的随机位移激励作用下,斜拉索的位移响应随风速的增加逐渐增大,但较正弦激励作用下的响应小;车辆荷载引起的随机位移激励对斜拉索中点的位移响应影响很小;顺桥向的随机位移激励对斜拉索的垂向位移响应影响较大,横桥向的随机位移激励对其影响较小。

阶跃式多元变参数振动钻削叠层复合材料的加工精度

针对叠层复合材料的微小孔加工 ,提出了阶跃式多元变参数振动钻削新方法 .在钻入、钻中、交互区和钻出的多区段钻削模型基础上 ,分析了交互区的分厚切削特性、自然分屑特性和多倍分离断屑特性 .以入钻定位误差、孔扩量、出口毛刺高度作为钻削过程质量评价指标 ,进行了多元正交多项式回归优化试验 .结果表明 ,阶跃式多元变参数振动钻削显著提高了孔的加工精度 。

斜拉桥参数振动引起的拉索大幅振动

本文对斜拉桥拉索的参数振动问题建立了非线性力学模型，并对其进行了数值计算分析。通过对数值计算结果的分析，指出了拉索参数振动的可能性，并对拉索参数振动的一些特征进行了分析及对抑制拉索参数振动提出了在桥面上施加调频质量阻尼器的途径。

斜拉索受轴向激励引起的面内参数振动分析

考虑拉索垂度及几何非线性的影响 ,导出了拉索在轴向激励作用下的非线性振动方程。用谐波平衡法得出了产生参数共振的最小激励幅值、共振时瞬态和稳态的振幅值及拉索内力的变化特性 ,论述了结构阻尼对参数振动的影响。并对典型斜拉索进行了数值求解 ,研究结果表明 ,参数振动的响应特性与 Irvine参数、频率匹配、激励幅值、倾斜角度等有关 ,索内力在瞬态与稳态有较大的变化 ,索的瞬态内力不容忽视。

超长斜拉索的参数振动

研究了斜拉桥中拉索的参数振动,利用三维有限元模型计算了苏通大桥的全桥动力特性和单根拉索的动力特性,得出了可能发生参数振动的拉索;分析参数振动时,取单根索模型(索端受随时间变化的位移激励);计算了在同一激励下不同拉索的响应;对与主梁成一定频率匹配关系的斜拉索进行分析;讨论了各种因素(阻尼、激励幅值、激励频率)对参数振动的影响;指出在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数振动,对桥梁的安全性带来不利影响.在大跨桥梁中,由于拉索和主梁的低频特性,非常有可能发生参数振动.这意味着在大跨斜拉桥设计中出现一个新的研究趋势.

斜拉桥拉索的参数振动有限元分析

为探讨斜拉桥拉索发生大幅参数振动的条件，以及在振动过程中拉索的振幅和张力波动的特点，本文利用作者建立的几何非线性结构非一致激励响应分析方法，进行了斜拉索的参数振动有限元分析。分析表明：桥面的面内激励易使斜拉索的振动包含面外对称振型，从而出现组合振动现象；而桥面的面外激励只激起面外对称振动，不易引起斜拉索的面内振动；增加斜拉索的阻尼可抑制其振幅，缩小其发生大幅振动的频率范围，但其张力波幅却相应增加。所得结果与以往研究者的解析结果及实验观测现象相一致。

弧形闸门参数振动的有限元分析

参数振动是导致弧形闸门失事的重要原因之一。为对弧形闸门参数振动问题做进一步的研究,本文以主横梁、纵梁、支臂等构件组成的空间框架为计算模型,从弹性体的扰动方程出发,结合摄动理论,用有限元法求解框架结构的动力失稳区。通过对框架的动力稳定分析来确定弧形闸门的动力不稳定区,计算中考虑弧形闸门的空间效应和阻尼对不稳定区的影响。最后,通过对某工程的计算分析,证明此方法的正确性。该方法既是对弧形闸门参数振动计算方法的改进,也为弧形闸门结构动力稳定的进一步深入研究奠定基础。

大跨度斜拉桥拉索的参数振动

目的研究水平拉索和斜拉索在端部轴向激励和桥面竖向激励下的参数振动,探讨两种情况下拉索位移响应及索力的变化规律.方法以实际工程拉索为例,首先对水平拉索参数振动的偏微分振动方程进行数值求解,并进行扫频和参数分析;然后利用ANSYS建立了斜拉索在桥面竖向激励下的有限元模型,进行不同匹配频率下的振动响应分析.结果验证了拉索参数振动的发生条件,得到了拉索激励幅值、阻尼比、初始拉力变化对参数振动时拉索位移和索力的影响规律,以及斜拉索在桥面竖向激励下,振幅和瞬态索力的变化规律.结论一旦发生参数振动,拉索的振幅和瞬态索力都会有很大幅度的提高.有效控制拉索振动,减小振幅是至关重要的,瞬态索力也不容忽视;同时,在进行索力监测时,考虑桥面振动的影响是一个有待深入研究的问题.