声场重构的声辐射模态阶数分析

利用声辐射模态法对椭球状声源辐射声场进行重构,分析了模态阶数对相对误差的影响,以及模态阶数与频率的关系;同时深入探讨了声源形状变化对模态阶数选取的影响。研究发现利用较少的模态阶数即可得到很好的重构效果,且声源形状的变化对重构所需模态阶数的影响较小,因此可将该方法用于任意形状声源的重构,体现了此方法在声场重构中的优越性。

奇异熵矩阵束算法及其在次同步振荡模态参数辨识中的应用

基于奇异谱提出的奇异熵概念用于对次同步振荡模态的定阶,采用与矩阵束算法结合的奇异熵矩阵束算法对电力系统的次同步振荡参数进行辨识。首先选取加入噪声的理想信号对Prony算法与奇异熵矩阵束算法的有效性、辨识精度、最小频率间隔辨识值及辨识所需最小数据量等辨识能力进行比较分析;然后分别利用两种算法对IEEE第1标准测试系统及某实际串补输电工程模型进行进一步分析验证。分析结果表明,奇异熵矩阵束算法具有有效性,可以方便、准确地确定模态阶数,提高频率分辨率,降低所需数据量,而且具有很强的抗噪能力和较高的辨识精度。

基于能量的多模态推覆分析方法在桥梁高墩抗震分析中的应用

对基于能量的多模态推覆分析方法(Energy-based Modal Pushover Analysis,EMPA)估计高墩地震响应的有效性进行了研究。以一座典型高墩桥梁为例,采用EMPA方法计算了高墩的地震响应,并与非线性时程结果相比较。结果表明:采用EMPA方法计算高墩墩身的位移峰值及剪力峰值时,与非线性时程结果相比误差在30%以内,具有较好的精度;而计算截面曲率时最大误差达到了50%。结果还表明:对桥墩位移进行估计时采用一阶推覆结果即可获得较好的精度;对截面曲率及墩身剪力估计时则应采用更多阶数的响应结果进行组合以获得正确的结果。针对一阶振型参与质量系数较大的桥墩(30 m、60 m),对截面曲率及墩身剪力的估计可采用前两阶的结果进行组合,而对一阶振型参与质量系数较小的高墩(90 m),应采用前三阶的结果进行组合。

基于模态叠加法的公路简支梁桥动力放大系数研究

为研究模态阶数对挠度和弯矩动力放大系数分析的影响,以标准跨径的简支T梁桥、箱梁桥和空心板桥为研究对象,基于模态叠加法推导了简支梁在三轴车作用下的动力放大系数表达式;采用MATLAB软件编制了车桥耦合振动分析程序进行数值计算,研究了桥面不平整度、车辆速度与车辆质量3种因素下挠度和弯矩动力放大系数随模态截断阶数的变化规律,分析了不同模态阶数下两者的比值关系,对一座30 m简支箱梁桥进行了实桥动载试验验证。研究结果表明:挠度动力放大系数受模态阶数影响较小,1阶模态对挠度动力放大系数的贡献率为99%,选取前5阶模态时,可以获得完整桥梁结构响应信息;弯矩动力放大系数受模态阶数影响较大,1阶模态对弯矩动力放大系数的贡献率为86%,前5阶模态贡献率为90%;当考虑前25阶甚至更多模态时能够得到弯矩动力放大系数可靠结果;车辆速度在一定程度上影响模态阶数对动力放大系数的贡献率,桥面不平整度与车辆质量对动力放大系数收敛阶数影响不甚显著;弯矩动力放大系数小于挠度动力放大系数,当取1阶模态时,两者比值为0.86,取前15阶模态时,两者比值为0.95;建议相同测试条件下采用挠度动力放大系数。

车-简支梁桥耦合振动系统中全局最大动力响应研究

本文采用四分之一车辆模型和等截面简支梁模型,建立了车-桥耦合振动计算模型,分析了车辆匀速驶过桥梁时,桥梁动挠度、动弯矩、动剪力的全局最大值及发生的位置.进一步分析计算了车速、车距和桥梁模态截断阶数对桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值的影响.结果表明,车速对桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值影响较大,全局最大动挠度和全局最大动弯矩均出现在跨中附近,车速不同位置也不同,而全局最大动剪力均出现在车辆下桥的梁端;两车同时上桥时,前后车车距越大,桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值越小,当达到一定车距时,三者不再减小且与单车情况相同;为提高桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值计算精度,桥梁模态截断阶数宜分别大于3阶、6阶、7阶.

基于振型贡献率和遗传算法的传感器布设研究

从定量和定位两方面将振型贡献率及遗传算法应用于传感器的布设研究.在传感器定量之前利用振型贡献率进行了模态阶数的选取,对简单的遗传算法进行了改进,通过传感器数量与适应度函数关系曲线可以确定出最经济的传感器数量,利用MATLAB软件编制了遗传算法及确定传感器数量和位置的程序,提出确定传感器布设的三步法,并用工程实例验证了所提方法的可行性和有效性.