基于随机等价线性化法的悬浮隧道锚索随机振动研究

为了得到悬浮隧道锚索在随机环境激励作用下的响应,建立了悬浮隧道锚索非线性随机振动方程,并在方程中考虑了锚索的垂度效应,随后采用随机等价线性化法对随机激励作用下锚索的振动响应进行了分析。研究结果表明:在零均值高斯白噪声环境激励作用下,锚索的跨中位移和速度均方根响应经过一定时间后将趋于定值,位移和速度的互相关函数趋于零;锚索的阻尼比越大,锚索跨中横向位移均方根响应越小;激励的功率谱密度强度越大,锚索跨中横向位移均方根响应越大;由于水体阻尼力的存在,悬浮隧道锚索的位移和速度均方根响应比空气中锚索的响应大幅减小。

结构非线性随机地震非零均值响应分析

本文讨论了随机等价线性化方法（ESL）作为一种对考虑力学参数随机性的非线性滞回结构进行可靠性分析的工具具有的灵活性。这种方法还被推广用来处理由于重力荷载的影响导致滞回曲线非对称引起的零平均输入非零平均输出的响应过程。利用此方法分析了一座按8度要求设计的钢筋混凝土规则框架结构和不规则框架。本文提出的方法可以分析范围更广泛的问题。

LRB隔震桥梁空间变异性地震随机响应分析

对装有铅芯橡胶支座(Lead-Rubber-Bearing,LRB)的隔震大跨连续梁桥进行了考虑地震动空间变异性的随机响应分析。地面运动加速度功率谱模型为零均值的平稳高斯过程,描述为过滤白噪声施加于支撑各点。地震动空间变异性综合考虑空间不相干效应、行波效应和局部场地土效应。推导了LRB隔震结构多点激励运动方程,并运用随机等价线性化方法以计入铅芯橡胶支座(LRB)的滞回非线性性能。对一大跨LRB隔震梁桥进行了一致激励和综合考虑地震动空间变异性的三种工况计算,得到了各工况下响应的拟静力项、动力项和总响应项的各自最大值的均值,并进行了对比分析。结果表明,对于带有铅芯橡胶支座的减隔震大跨连续梁桥,多点激励效应不容忽视,一致激励会对结构产生不安全的估计。

单自由度SMA阻尼结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析

设计了一种超弹性形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)阻尼器。在SMA丝的Graesser本构模型基础上,建立了SMA阻尼器的常规力学模型,进而提出了其简化力学模型。采用随机等价线性化法建立了单自由度SMA阻尼结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析公式。算例比较了随机等价线性化法和蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟法计算的结构振动响应,证明了随机等价线性化法的有效性;比较了无控结构和SMA阻尼结构的动力特性和振动响应,说明了SMA阻尼器能增加结构的刚度和阻尼比,因而可有效抑制结构的振动。

SMA阻尼器控制单自由度结构在地震激励下的平稳随机振动研究

对安装有超弹性形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)阻尼器的单自由度结构在地震激励下的平稳随机振动进行了理论研究:假定地震地面运动是具有平稳过滤有色噪声模型的随机过程,确定了与《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)相对应的随机地震动模型参数(平稳持时和谱强度因子);建立了SMA阻尼器控制的单自由度结构在平稳地震动过程下的状态方程,并采用随机等价线性化法推导了其平稳反应公式以及基于首超破坏准则的结构动力可靠性公式;通过算例,证明了随机振动解析式是可行的,并指出SMA阻尼器能消耗地震能量,从而有效抑制结构的振动,增加结构动力可靠性。

单自由度超弹性SMA减振结构随机振动理论研究

利用形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)丝的超弹性,提出了一种具有复位功能的SMA阻尼器.在SMA丝的Graesser本构模型基础上,建立了SMA阻尼器恢复力的常规模型,进而提出了其简化模型.采用随机等价线性化法建立了SMA阻尼器控制的单自由度结构在高斯白噪声激励下的随机振动理论.通过一算例,考虑不同激励谱密度和结构阻尼比:比较了随机振动理论和蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟法计算的结构振动响应,证明了随机振动理论的有效性;说明了SMA阻尼器能提高结构的刚度和阻尼比,因而可有效抑制结构的振动.