考虑环境因素的桥梁动力学特性识别方法

在长期结构健康监测(SHM)中,运营模态分析(OMA)技术通常用于识别结构的动力学特性(桥梁固有频率和阻尼比)。然而,传统的OMA方法没有考虑环境变化的影响,这会影响结构参数识别的准确性。数据驱动模型虽然能够评估和预测环境变化趋势,但无法反映结构参数的物理意义。针对上述问题,笔者提出了一种考虑环境因素的桥梁动力学特性识别方法,可将运营模态分析与数据驱动模型相结合,在考虑环境变化的同时识别动力学参数,采用了贝叶斯概率框架,允许将数据中的不确定性和相关性纳入模型并通过模拟数据验证了该方法的合理性,还将其应用于一座大跨度悬索桥的吊索监测数据。结果表明:该方法可以在不同温度条件下提供较为一致的模态参数估计,同时所识别出的温度相关参数均在所预测的0.95置信区间内,并与预先发现的温度影响趋势一致,该方法能够在考虑环境因素的同时有效识别桥梁动力学特性。

基于双向流固耦合弹性环式挤压油膜阻尼器建模及动力学特性研究

利用数值方法建立了弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的流固耦合模型,分别利用有限元方法以及有限体积法建立了弹性环和内外油膜的CFD数值模型,并进一步利用分时迭代的弱耦合方法实现了油膜以及弹性环控制方程的耦合求解,获得了内油膜的压力分布特性及弹性环的变形,并进一步识别了油膜和弹性环的动力学特性系数;研究了涡动频率、凸台数目、凸台高度、凸台宽度以及弹性环厚度对阻尼器动力学特性系数的影响。结果表明,弹性环的凸台高度对ERSFD油膜动力学特性系数的影响最为明显,ERSFD油膜阻尼与涡动频率无关。

弹性环式挤压油膜阻尼器动力学特性系数测试

搭建了弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的动力学特性测试试验台。利用两个正交方向的简谐激励对ERSFD进行了激振试验,在轴心为圆时测得了阻尼器的位移和载荷数据,并结合阻尼器质心的运动方程分别识别ERSFD油膜和弹性环的动力学特性系数。结果表明弹性环与油膜均具有显著的阻尼和刚度,其中油膜的阻尼和刚度系数随着凸台高度的升高迅速降低,弹性环的刚度和阻尼受凸台高度影响较小;弹性环的厚度对油膜的刚度和阻尼无显著影响;油膜阻尼随供油压力的升高先增大后不变,油膜刚度随着供油压力的升高先增大后减小。不确定度分析结果表明油膜的四个动力学特性系数Cxx、Cyy、Kxx、Kyy的不确定度分别为12.2%、11.5%、18.2%、12.7%。弹性环的四个动力学特性系数Cxx、Cyy、Kxx、Kyy的不确定度分别为30.7%、33.1%、17.0%、12.8%。