考虑桩土相互作用的变截面高墩自振频率计算分析

针对变截面群桩基础高墩的几何特性,将桥墩与群桩基础简化为空间整体,在考虑桥墩变截面特性及桩土相互作用的基础上,提出群桩基础变截面桥墩分析模型;将分析模型分解成群桩基础的刚体变形与桥墩的弹性变形两个部分,分别基于能量法与有限单元法求解相应的自振频率,并采用Southwell频率合成法,将整体计算模型表示成两个部分的合成,从而导出变截面桥墩的自振频率,通过算例证明该方法的实用性,并分析了桥墩参数对自振频率的影响,获及了一些定性的结论。结果表明,变截面高墩自振频率的计算分析中,桩-土相互作用的影响不容忽视,考虑桩土相互作用和桥墩本身的非线性更符合工程实际。

平板前掠翼发散风洞试验预测技术

介绍了平板前掠翼的发散试验技术。采用了 Southwell方法进行发散动压预测 ,该方法是一种亚临界发散试验技术。通过试验 ,也介绍了预测试验和临界试验中的一些关键技术。试验采用了三个平板前掠翼模型 ,其中两个为复合材料层合平板 ,一个为铝合金平板。为了对亚临界试验结果进行预测和验证 ,在试验前进行了发散动压的计算并补充进行了临界发散风洞试验。计算结果和临界试验结果均表明 ,利用 Southwell方法进行发散动压的预测能够取得较好的结果。模型发散动压的计算是利用 NASTRAN的柔度法和自行开发程序的模态法进行的 ,两种方法均采用亚音速偶极子格网法气动力理论的定常部分进行气动力的计算。通过对计算结果、预测试验结果和临界试验结果的对比分析 。

快速傅里叶变换与泽尼克模式拟合的条纹投影面形恢复算法

针对条纹投影偏折法中需要多次迭代进行面形恢复,提出一种结合快速傅里叶变换(FFT)算法与泽尼克(Zernike)模式拟合的算法(FFT-泽尼克)。数值仿真结果表明,直接使用泽尼克模式拟合,需要迭代15次,用时1min以上,而使用FFT-泽尼克算法,迭代5次已收敛到理想精度。在保证计算精度在纳米量级的情况下,计算时间也缩短了近2/3。

考虑缆索约束的多塔悬索桥中塔顺桥向基频近似算法

将多塔悬索桥的中塔当作底部固定、顶部受到主缆弹性约束的结构,在Rayleigh能量法和Southwell's频率合成法的基础上,推导了受到主缆约束的桥塔结构振动基频近似计算表达式。以成桥后的泰州大桥中塔为例,测试了其环境激励下的自振基频,并对环境激励下桥塔的自振基频与其理论计算结果进行了对比分析。结果表明:该基频表达式不仅可在设计阶段预估桥塔的振动特性,还可在桥梁运营期通过频率测试来识别塔顶的顺桥向抗推刚度。且计算基频与实测值的误差为4.46%～5.48%,在可接受范围。该算法不仅适用于各种复杂截面多塔悬索桥中塔,也适用于挂线的输电塔等工程结构。

基于样条函数改进的傅里叶积分重建算法研究

为提高曲面物体三维廓形的重建精度,提出了一种基于样条函数曲线拟合改进的傅里叶梯度积分算法。通过使用样条函数表示曲面梯度改进算法中的southwell模型来提高模型精度,改进后对曲面梯度计算的southwell模型进行反对称周期性扩展,对扩展后的southwell模型进行二维离散傅里叶变换,模型与频域中曲面展开系数形成傅里叶变换对,以此计算出频域中曲面展开系数;对频域中曲面展开系数进行傅里叶逆变换,进而得到曲面高度分布。通过与传统southwell模型的傅里叶积分重建及差分采样模型积分重建进行精度对比分析,结果表明,相较于使用southwell模型及差分采样模型等传统傅里叶梯度积分法,本文提出的基于样条函数改进的傅里叶积分重建算法可显著提高重建精度。

Natural frequency of tapered high pier considering pile-soil interaction

In seismic design of tapered high pier, the analysis of natural vibration frequency is of great importance. According to the engineering features of tapered high pier in mountainous area, a vibration calculation model was set up considering the tapered pier characteristics and pile-soil interaction. Based on Southwell frequency composition theory, it consists of elastic deformation of bridge pier and the rigid deformation of group piles, which are respectively solved by the finite-element method and energy method, and then the natural frequency is derived. The comparison between the measured and calculated results shows that the calculation errors with and without considering pile-soil interaction are 4.9% and 14.7%, respectively. Additionally, the main parameters (pier height, section variation coefficient and lateral foundation horizontal proportional coefficient) affecting natural frequency were investigated. The result shows that natural frequency ascends with the increase of the lateral foundation horizontal proportional coefficient; and it is quite necessary to consider the pile-soil interaction in natural frequency calculation of tapered high pier.