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Dynamic amplification factors for a system with multiple-degrees-of-freedom 被引量:4
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作者 Zhang Chao Hao Hong +1 位作者 Bi Kaiming Yan Xueyuan 《Earthquake Engineering and Engineering Vibration》 SCIE EI CSCD 2020年第2期363-375,共13页
It is well-known that the responses of a structure are different when subjected to a static load or a sudden step load.The dynamic amplification factor(DAF),which is defined as the ratio of the amplitude of the vibrat... It is well-known that the responses of a structure are different when subjected to a static load or a sudden step load.The dynamic amplification factor(DAF),which is defined as the ratio of the amplitude of the vibratory response to the static response,is normally used to depict the dynamic effect.For a single-degree-of-freedom system(SDOF)subjected to a sudden dynamic load,the maximum value of DAF is 2.Many design guidelines therefore use 2 as an upper bound to consider the dynamic effect.For a civil engineering structure,which is normally a multiple-degrees-of-freedom(MDOF)system,the DAF may exceed 2 in certain circumstances.The adoption of 2 as the upper bond as suggested by the design guidelines therefore may lead to unsafe structural design.Very limited studies systematically investigate the DAF of a MDOF sysCorrespondence to:Bi Kaiming,Centre for Infrastructure Monitoring and Protection,School of Civil and Mechanical Engineering,Curtin University,Kent Street,Bentley WA 6102,Australia Tel:(+61)892665139 E-mail:kaiming.bi@curtin.edu.autem.This study theoretically investigates the DAF of a MDOF system when it is subjected to a step load based on the fundamental theory of structural dynamics.The condition on which the DAF may exceed 2 is defined.Two numerical examples and one experimental study of a cable-stayed bridge subjected to sudden cable loss are presented to illustrate the problem. 展开更多
关键词 dynamic AMPLIFICATION factors(daf) multiple-degrees-of-freedom(MDOF) step load
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曲率半径对曲线箱梁桥车辆荷载作用下冲击效应的影响 被引量:16
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作者 黄新艺 陈彦江 +2 位作者 李岩 盛洪飞 李立云 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期38-42,共5页
针对复杂的车桥耦合振动问题,桥梁结构采用三梁式模型进行离散,首先基于ANSYS提出了简便的分离迭代解法,给出了该问题的详细推导过程和计算步骤,同时通过现场试验对所提出的方法进行了验证。通过快速傅里叶逆变换采用三角级数方法模拟... 针对复杂的车桥耦合振动问题,桥梁结构采用三梁式模型进行离散,首先基于ANSYS提出了简便的分离迭代解法,给出了该问题的详细推导过程和计算步骤,同时通过现场试验对所提出的方法进行了验证。通过快速傅里叶逆变换采用三角级数方法模拟了桥面不平度及其速度项,考虑车辆在曲线梁桥上的行驶偏心,分析了曲率半径和车速对曲线梁桥冲击效应的影响。结果表明:曲线梁桥的位移和内力动力放大系数大于直线梁桥的,且不同位置不同项目的内力和位移之间的动力放大系数的数值差别很大。内力和位移的动力放大系数对曲率半径的变化的敏感性各不相同,当曲率半径小于某个特征值后,动力放大系数变化很大。 展开更多
关键词 曲线梁桥 车桥耦合振动 三梁式模型 曲率半径 动力放大系数
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多重四边形环索-张弦穹顶局部断索冲击分析 被引量:6
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作者 张超 付馨迪 +3 位作者 杜修力 颜学渊 许莉 贾宏宇 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期64-77,共14页
多重环索-张弦组合屋盖为复杂的弦支穹顶结构。任一拉索瞬断均会对屋盖结构产生十分显著的动力冲击作用。针对多重环索-张弦穹顶屋盖的结构特点,提出基于AP法的断索冲击动力分析方法。针对断索失效路径、断索持续时间、结构阻尼比及屋... 多重环索-张弦组合屋盖为复杂的弦支穹顶结构。任一拉索瞬断均会对屋盖结构产生十分显著的动力冲击作用。针对多重环索-张弦穹顶屋盖的结构特点,提出基于AP法的断索冲击动力分析方法。针对断索失效路径、断索持续时间、结构阻尼比及屋盖初始荷载等参数开展敏感性分析,得到适用于多重环索-张弦屋盖的断索冲击动力分析的适用参数。剩余屋盖结构的动力分析结果表明:拉索瞬断冲击下,剩余屋盖的位移及内力响应均会不同程度地大于拉索静力失效,拉索瞬断引起的冲击效应不可忽视。而且,部分结构响应的动力放大系数会大显著大于规范所推荐的放大系数DAF=2.0。不同类型的拉索瞬断分析结果表明:同一重环索中任一拉索瞬断引起的动力效应大致相同;外环索瞬断引起的动力效应会显著大于其他拉索;虽然外环索和张弦索的瞬断均会引起较大的动力响应,但是两者的分布规律差异较大;多根拉索瞬断引起的动力响应并非总是大于单根拉索瞬断。 展开更多
关键词 多重四边环索 张弦梁 拉索瞬断 动力响应 动力放大系数
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采用重要抽样法的结构动力可靠度计算 被引量:7
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作者 刘佩 姚谦峰 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期851-855,共5页
首次对比分析了结构动力可靠度计算的三种重要抽样法,并对部分方法进行了补充修正。单元失效域法补充了依据随机数决定抽样区间的产生方法,根据单元失效域的条件概率和权重系数给出重要抽样密度函数。方差放大系数法直接通过激励过程的... 首次对比分析了结构动力可靠度计算的三种重要抽样法,并对部分方法进行了补充修正。单元失效域法补充了依据随机数决定抽样区间的产生方法,根据单元失效域的条件概率和权重系数给出重要抽样密度函数。方差放大系数法直接通过激励过程的特性给出重要抽样密度函数的具体表达式。功率谱法的重要抽样密度函数仅为激励幅值的函数,根据结构反应的功率谱密度增大激励幅值的方差,建议幅值样本值的联合概率密度函数可表示为幅值样本值分量的概率密度函数的连乘形式。结果表明:对于线性体系三种方法的计算效率均比Monte-Carlo法有显著提高,而单元失效域法的计算效率又比另两种方法高。 展开更多
关键词 重要抽样 动力可靠度 单元失效域 方差放大系数 功率谱
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自升式海洋平台动态放大因子分析与抑制 被引量:5
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作者 黄曌宇 唐文勇 +1 位作者 汪怡 王文涛 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期816-819,共4页
以某一自升式海洋平台参数为基础,通过Stokes五阶波方法对平台的动态和静态基础剪切力进行了比较和分析,并计算了平台的动态放大因子(DAF).通过与单自由度方法的DAF计算结果进行比较和讨论,证实了单自由度方法更加保守.同时,得出了抑制... 以某一自升式海洋平台参数为基础,通过Stokes五阶波方法对平台的动态和静态基础剪切力进行了比较和分析,并计算了平台的动态放大因子(DAF).通过与单自由度方法的DAF计算结果进行比较和讨论,证实了单自由度方法更加保守.同时,得出了抑制DAF的机理,并通过增加结构整体刚度的方法达到了抑制DAF的目的. 展开更多
关键词 自升式海洋平台 动态放大因子 机理 抑制
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考虑车队叠加效应与桥面平整度影响的梁式桥动力冲击系数研究 被引量:8
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作者 刘晨光 张连振 +1 位作者 高庆飞 孙勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期226-232,268,共8页
针对桥面不平整度对冲击系数的影响,采用自编程序,模拟计算了一定量不平整度样本下混凝土梁式桥的冲击系数。结果表明,即使同等级不平整度影响下的冲击系数也具有离散性,现行的不平整度能量谱密度分级法用于冲击系数的计算具有一定的局... 针对桥面不平整度对冲击系数的影响,采用自编程序,模拟计算了一定量不平整度样本下混凝土梁式桥的冲击系数。结果表明,即使同等级不平整度影响下的冲击系数也具有离散性,现行的不平整度能量谱密度分级法用于冲击系数的计算具有一定的局限性;对不平整度样本所引起的冲击系数集合进行统计分析,结果表明,同等级、具有独立同分布相位角的不平整度样本引起的冲击系数集合服从正态分布。针对连续车队对冲击系数的影响,提出了一种采用延时叠加法计算适应度值的遗传算法,该算法可减少车桥耦合振动计算工作量,高效地对车队中车辆间距进行优化分析,得到车队作用下桥梁最大冲击系数及相应的车队布置。 展开更多
关键词 桥梁冲击系数 桥面不平整度 遗传算法 连续车队
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拱桥断索冲击响应模型试验与有限元分析
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作者 黄永辉 霍建宏 +2 位作者 傅继阳 刘爱荣 饶瑞 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期138-150,共13页
为研究吊杆断裂对拱桥力学性能的影响,以广州海心桥为研究对象,设计并制作了几何相似比为1∶40的缩尺模型,采用缓慢卸载索力和突然断索2种方式开展吊杆断裂试验,讨论了2种吊杆失效模式对剩余构件静、动力响应的变化规律。然后采用ANSYS... 为研究吊杆断裂对拱桥力学性能的影响,以广州海心桥为研究对象,设计并制作了几何相似比为1∶40的缩尺模型,采用缓慢卸载索力和突然断索2种方式开展吊杆断裂试验,讨论了2种吊杆失效模式对剩余构件静、动力响应的变化规律。然后采用ANSYS软件建立了有限元模型,通过瞬态分析方法对断索过程和结构响应进行了数值模拟。试验结果表明:位于L/4拱肋处的中吊杆失效后对邻近吊杆的冲击效应最为显著;吊杆索力的重分配比例随着距离断索区域的增加而减小;对于失效吊杆左右距离相同的邻近吊杆,索体长度越短的吊杆其索力分配比例越大。拱桥跨中和L/4附近吊杆断裂后的索力可近似全部由剩余吊杆承担;靠近拱脚处吊杆失效后,其一部分索力按照重分配比例由剩余吊杆分担,另一部分通过拱梁结合段直接传递到拱肋。不同典型位置处吊杆骤断后,引起邻近2根吊杆的索力动力放大系数在1.3~1.8范围内。结果可为吊杆断裂后拱桥的结构安全评估提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 吊杆断裂 模型试验 拱桥 有限元分析 动力放大系数
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梁拱组合体系桥梁断索效应及安全评价
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作者 闫磊 惠启祥 +2 位作者 闵林涛 祁山白 沈旭 《科学技术与工程》 2024年第32期13960-13968,共9页
为了分析梁拱组合体系桥梁发生断索效应对结构安全性的影响,依托陕西省某在建梁拱组合桥梁,采用有限元数值模拟,对运营期间多种“吊杆突然断裂”的状况进行动力响应分析以及安全性评价。结果表明:受梁-拱组合结构“墩-梁-拱”三者结合作... 为了分析梁拱组合体系桥梁发生断索效应对结构安全性的影响,依托陕西省某在建梁拱组合桥梁,采用有限元数值模拟,对运营期间多种“吊杆突然断裂”的状况进行动力响应分析以及安全性评价。结果表明:受梁-拱组合结构“墩-梁-拱”三者结合作用,断索跨的断索冲击效应显著并对相邻跨有一定的影响,但对其余跨几乎无影响;不同数量的断索发生后结构振动在5 s时间内基本趋于稳定,断索后3种情景下主梁响应幅度相对较小,拱肋相对较大,拱肋动力放大系数(dynamic amplification factor,DAF)最大达到10.5,动力作用下吊杆的需求能力比(demand capacity ratio,DCR)有大幅提高。依托工程在发生断索后短时间内吊杆内力会有数倍的增加,各情景下吊杆动力DCR最大值为40.3%,结构安全储备大幅下降,表明桥梁在断索振动的过程中有吊杆连续断裂的危险,运营过程中应特别注意此类安全事故发生。 展开更多
关键词 梁拱组合体系 断索效应 数值模拟 动力放大系数(daf) 安全性
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车辆悬架非线性对不平整桥面桥梁耦合振动的影响 被引量:3
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作者 张建莉 陈榕峰 宋一凡 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期114-120,共7页
针对悬架车辆与桥梁的非线性耦合作用,提出一种新的四自由度非线性悬架半车模型的振动微分方程;采用基于威尔逊-θ法开发的微分方程求解程序求解车辆振动响应;利用有限元方法,得出了不同桥面不平度桥梁在不同车速作用下的挠度动态响应... 针对悬架车辆与桥梁的非线性耦合作用,提出一种新的四自由度非线性悬架半车模型的振动微分方程;采用基于威尔逊-θ法开发的微分方程求解程序求解车辆振动响应;利用有限元方法,得出了不同桥面不平度桥梁在不同车速作用下的挠度动态响应规律。数值分析表明:车辆悬架系统的特性对桥梁动荷载系数影响较大,在文中设定的非线性悬架参数车辆作用下,考虑车辆的非线性悬架系统使得简支梁的动荷载系数显著减小;连续梁的动荷载系数普遍大于相应车速下线性悬架车辆作用下的动荷载系数,尤其在桥面状况较差且货车通常运行的低速时较明显,非线性悬架系统车辆会加剧连续梁耦合振动。 展开更多
关键词 桥梁工程 车桥耦合振动 非线性悬架 桥面不平度 动荷载系数(daf)
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