基于相对损伤谱的试验场耐久性试验关联方法

针对某4×2轻型快递载货车用户使用场景,通过现场调研确定用户数据采集路线、路面比例、行驶车速、载重情况等,在悬架、车桥、转向、车架系统上根据零部件受力特征及CAE仿真分析所得危险点处布置相应传感器,通过分析车辆在用户典型路面和试验场特征路面上的频响特性,根据损伤等效原理,针对应变通道利用相对损伤谱关联矩阵求解约束条件下的试验场特征路面循环次数,然后考虑试验成本、试验效率,结合专家组评审确定试验方案,最后通过频域损伤直方图和雨流计数法验证试验方案,并最终确定关联用户使用场景的试验场整车耐久性试验行驶规范。

特高压电气设备抗震试验共振拍波适用性及合理地震动输入研究

为研究地震动输入共振拍波的频率与特高压电气设备频率不一致时对设备抗震性能评估结果产生的影响,通过理论分析与数值仿真,分析了共振拍波在特高压电气设备抗震试验中的局限性和不足之处。研究结果表明,特高压电气设备在地震作用下具有较强的非线性特征,试验过程中设备基频变化比较明显,选用共振拍波已不能达到与设备共振的目的。结合特高压电气设备的特点,提出了适用于特高压电气设备抗震试验的地震加速度反应谱,该反应谱的地震动力放大系数为2.5、特征周期为0.9 s,具有广泛的场地包络性,研究成果为特高压电气设备的抗震试验提供了依据。

利用小波深频分析方法研究沉积储层旋回

依据不同旋回类型的地质特征及参数建立相应的地质模型,采用小波深频分析方法对地质模型参数进行处理,获取不同旋回类型的频谱响应特征模型,在此模型的指导下,对预处理后的测井数据(信号)在深度域进行小波变换和频谱特征分析,进而依频谱展宽及其韵律特征识别和研究沉积储层旋回。结果表明:小波深频分析方法具有不受数据剖面长度限制、自动调节尺度大小、分辨率高、沉积储层旋回划分精度高且能自动识别各级旋回界面等优点;高频成分的频率响应对应短周期沉积储层旋回,低频成分的频率响应对应长周期沉积储层旋回;所建立的沉积储层旋回响应特征模型库为油气的勘探开发指明了方向。

一种基于阶跃响应的理想频率信号源及频域分析的研究

为解决以阶跃信号为激励的阶跃时域响应法难以掌握分析对象本质特性的问题,深入分析了阶跃信号的频谱特性,指明阶跃实质上是一种频率响应法的理想频率信号激励源,首次提出了阶跃响应不仅可用于时域分析,而且能充当回路频域分析的数据源,并设计采用了点频滤波器将阶跃响应用于回路频域分析.仿真试验和实际应用结果验证了文中提出的基于阶跃响应频域分析方法的正确性和有效性.

考虑流固耦合的水中结构物地震反应方法

基于运动控制体的雷诺输运定理,采用任意拉格朗日-欧拉描述推导控制流体运动的Navier-Stokes方程;提出考虑流固耦合效应的水中结构物地震反应计算方法,并以水中垂直板的地震反应为例,阐明流固耦合体系的求解方法。分析地震动频率和水深对场地土-结构-流水构成的流固耦合系统动力反应的影响,结果表明:采用不可压缩流算法的Navier-Stokes方程能够合理模拟流场的位形变化,并保证流固耦合计算的收敛;考虑流固耦合作用使得结构地震反应幅值明显增大,并使频谱特性发生改变;水深对流固耦合效应的影响较大,并具有明显的非线性特征。

基于集中质量的银杏树动力学建模研究

果树动力学模型的建立能够快速准确地分析果树在振动情况下的响应,能够为果树在振动采收过程中激振参数和激振方式的选择提供依据。为建立不同分枝结构银杏树的动力学模型,分析研究银杏树的动力学特性,基于集中质量对I型的单轴分枝、单一Y型的合轴分枝和多级Y型的合轴分枝银杏树建立不同的动力学模型,利用Matlab中Simulink子系统封装技术对所建模型进行仿真。结果表明:三棵果树的基频均小于3.00 Hz,集中质量模型计算的最大谐振频率为24.20 Hz。与试验结果进行对比分析发现谐振频率的阶数、数值、区间在主干和侧枝之间都存在一定的偏差。受到模型自由度的限制,基于集中质量的果树动力学模型只能激发出与模型自由度数相同的谐振频率,只有通过增加更多分枝形成更多自由度才可获得更多阶的谐振频率及更宽的频率范围。

不同频谱特性输入地震动对场地设计地震动反应谱的影响

频谱特性是地震动的三要素之一,具有不同频谱特性的输入地震动对场地设计地震动反应谱会产生不同影响效果。基于一维土层地震反应分析计算方法,选取4条历史地震实测记录[1989年美国加州洛马普列塔(Loma Prieta)6.9级地震、1994年美国加州北岭(Northridge)6.6级地震、2008年汶川8.0级地震和2013年甘肃岷县漳县6.6级地震]和1条典型人工合成地震动(濮阳市人工拟合地震动)进行对比,研究具有高频和低频特性的输入地震动对场地设计地震动反应谱的影响。结果表明,以高频成分为主的历史地震动较以低频为主的人工拟合波对反应谱的影响表现为在短周期阶段具有集中放大的影响效果。这主要表现在两个方面:其一,对峰值平台值具有放大效果,历史地震动结果峰值平台值为2.75～2.80间,人工拟合波结果峰值平台值为2.65;其二,对反应谱特征周期具有缩短效果,历史地震动较人工拟合波减小0.05～0.15s。产生上述影响效果,其可能与其高频成分地震动对固有周期较短的场地特点具有一定的共振影响有关。该结果可为建筑物抗震设防方面的研究提供参考。

几条地震波的归一化时-频反应谱分析

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差别很大,具有不同时-频反应谱的地震波可能对结构地震响应产生不同影响;对12层钢筋混凝土框架结构模型进行弹塑性时程分析,通过结构地震反应、结构损伤曲线与输入地震动的归一化时-频反应谱对比,发现结构最大反应并不一定是造成结构倒塌的直接原因,用结构弹性阶段反应最大值进行抗震设计存在一定局限性,从而证明归一化时-频反应谱可有效用来分析地震动特性和结构破坏机理.

基于汶川8.0级强震记录的近场地震动特征分析

在汶川8.0级大地震中,国家数字强震动台网布设在龙门山断裂带及其周围地区的50多个台站获得了大于100 Gal的加速度记录。选取其中断层附近11个台站的加速度记录,分别进行了地震反应谱分析和基于正交化HHT法的能量分布特征分析,通过对竖向与水平向加速度峰值比、竖向与水平向加速度反应谱比值,以及能量分布和峰值系数的分析与比较,探讨了汶川地震的近场地震动特征。

轨地过渡电阻对钢轨互阻抗频谱特性的影响研究

城市轨道交通的杂散电流会导致周边金属设施发生不同程度的电化学腐蚀,而走行轨对地过渡电阻是控制杂散电流大小的关键。文中通过研究走行轨之间互阻抗的频谱特性,探寻过渡电阻的测量方法。首先建立了地铁钢轨仿真模型,得到了钢轨短接线位置、土壤电阻率、过渡电阻对钢轨互阻抗频谱特性的影响规律,提出了用钢轨互阻抗判别钢轨对地过渡电阻不达标的方法。研究发现:钢轨短接线将影响低频段互阻抗的频谱特性,短接线离测量点越近,其影响越大,短接线距注入点500 m时测量频率需要达到4 k Hz以上;土壤电阻率对钢轨过渡电阻频谱特性主要影响在100 kHz以下;通过对比不同频率钢轨互阻抗与50 Hz互阻抗的比例关系,提出在100 kHz及以上时,该阻抗比的值大于18.2时,可以认为其对地过渡电阻小于3Ω·km。文中研究发现可用钢轨互阻抗的频谱特性检测钢轨对地过渡电阻,为城市轨道交通过渡电阻的检测提供了新的思路。

长短周期地震波作用下钢框架结构的 响应特性对比分析

作为一种特殊的地震动,长周期地震动对结构的危害已引起国内外学者的关注。选取10条KiK-net、K-NET台网中典型的长周期地震动,以及10条国内外的短周期地震动,对比分析两者时程特征和反应谱特征的差异。将所选长、短周期地震动输入钢框架结构模型;通过非线性时程分析,研究钢框架结构在长、短周期地震动作用下的响应差异。结果表明:短周期地震动的平均地面峰值加速度是长周期地震动的3.26倍,而平均地面峰值位移比长周期地震动低10.89%;短周期地震动作用下,钢框架结构顶点加速度响应平均值是长周期地震动的5.16倍,结构顶点位移响应平均值仅比长周期地震动多0.91%;长周期地震动作用下,钢框架结构层间位移角响应较大,结构底部受影响范围更广。对于长周期地震动隐患地区的高层钢框架结构,应对长、短周期震害分别进行考虑;对于中、长周期钢框架结构,建议选用峰值位移作为抗震分析指标。

模拟电路测试方法的研究与实现

本文介绍了模拟电路测试的现状,并针对目前的情况提出了三种模拟电路的测试方法,同时根据已有自动测试设备的测试能力讨论了其可实现性的问题。

声光布喇格衍射偏转器的设计和制作

本文从集成光学频谱分析仪的需要出发,根据声光作用的基本原理和结论,设计了中心频率为214MC,3db带宽为50MC的布喇格衍射偏转器,重点讨论了叉指换能器的各项参数选择。并且运用了传统集成电路的制作工艺做出了声光布喇格衍射偏转器,测试了系统的频率响应特性曲线以及功率——衍射效率曲线,得到了满足设计要求的结果。

长周期地震动低频脉冲特性及反应谱分析

综合考虑远场类谐和地震动、近断层向前方向性地震动与近断层滑冲型地震动三类长周期地震动,对比分析不同类型长周期地震动的峰值与持时特征、低频特性、脉冲特性及反应谱特征,并探讨中、美、日、欧抗震设计谱在考虑长周期地震动影响方面的适用性。结果表明:长周期地震动的峰值、持时及反应谱特征明显区别于普通地震动,且三种长周期地震动之间亦存在显著差异;长周期地震动均具有低频脉冲特性,但不同类型长周期地震动在频域与时域内的能量分布规律不同;现行中、美、日、欧抗震设计谱均未综合考虑三类长周期地震动的影响,亟需开展综合考虑三类长周期地震动影响的抗震设计谱研究。

影响汽车方向盘转角脉冲输入试验结果的因素

介绍了汽车系统频响函数输入的标准信号,阐述了在汽车方向盘转角脉冲输入试验中,各种因素对横摆角速度频响函数的影响。

考虑截止频率影响的输电塔线体系风振响应分析

对结构进行风振响应分析时,选用不同截止频率模拟风荷载后得到的结构响应结果有较大区别。文章首先介绍截止频率的选取对风总能量的影响,然后采用谐波合成法进行脉动风的模拟,并将风荷载作用于不同的窄基角钢输电塔及塔线体系上,通过时程分析得到在不同截止频率风荷载作用下结构的加速度响应均方差,对得到的风振响应结果进行功率谱分析并与模态分析得到的结构动力特性进行比较讨论。计算结果表明,4 Hz截止频率下模拟得到的风荷载占到风总能量的90%,当截止频率为2~3阶结构固有频率时,加速度均方根值的误差减小至10%以下。因此对于截止频率的选取,既要满足风总能量的要求,同时也要结合结构自身的动力特性。

一种基于LabVIEW的频率响应分析仪设计

频率响应分析作为一种系统分析方法有着广泛的用途。设计了一种基于LabVIEW的频响分析系统,相对于传统的频谱分析仪,它具有性能价格比高、功能覆盖面广、系统可升级性好等优点。介绍了该分析仪的软、硬件结构,详述了其程序实现方法和程序框架,并与标准仪器进行了对比分析。经实验测试,该频谱分析仪的平均幅值误差达到0.06dB,平均相位误差达到0.09°,分析精度高,性能可靠。

坡型风攻角下绝缘子串动态风偏响应特性

为系统性研究坡型风攻角作用下绝缘子串动态风偏响应特性,提出一种坡型风攻角下绝缘子串动态风偏计算模型与响应特性分析方法。首先,基于导线风偏摆动固有频率不变原则建立导线等效模型,选取两侧导线作用位置施加外部载荷,构建坡型风攻角下绝缘子串动态风偏计算模型;其次,以动力学方程与功率谱法为切入点,推导得到风偏模型的幅频特性函数与响应均方值,分析绝缘子串风偏均值与摇摆幅值对不同坡型风攻角和不同线路结构的变化特性;最后,通过工程实例与有限元模型进行对比,验证了绝缘子串动态风偏模型与风偏响应特性分析方法的正确性。研究表明:绝缘子串风偏响应均值、摇摆幅值与坡型风攻角呈正比,摇摆固有频率与坡型风攻角呈反比;随风攻角度增加,风偏均值斜率不变,摇摆幅值斜率增加,工程设计中风偏放大系数的选取应考虑风攻角的影响。研究结果可为架空线路防风偏设计提供参考与理论支持。

黄土场地的地面地震反应分析

本文根据黄土地区部分场地的实际情况和条件,建立了综合考虑土层的波速、深度和土性相互间关系的非均质场地土层模型。并通过由地基下部基岩处输入实际地震记录,运用层状介质体系地震反应分析法,对所建立的黄土地层中存在不同深度软弱夹层的情况进行地震反应模拟分析,从中归纳出软弱夹层处于不同深度及相邻土层刚度变化时,对地面地震反应影响的有关规律性。

地震波时频特征及与结构地震响应的关系

首先推导了离散S变换的基本算法,定义了反映地震波时频特性的时变幅值谱和时变能量谱;基于S变换提出了把原始波调整成具有目标反应谱的新方法,分析了El_centro波、Northridge波、Kobe波和人工合成波以及经调整后的各地震波的时频特征;对地震波的时变谱进行特征提取,提出了能反映地震波在时频空间中能量集中程度的新概念,即地震波的时频特征谱;通过分析发现,具有相似功率谱密度函数(即具有相似频域特征)的地震波,它们的弹性加速度反应谱可能有很大的差异,而具有相似时频特征谱的地震波,具有相似的弹性加速度反应谱;相关性分析表明地震波的时频特征谱与线性结构的弹性加速度反应谱具有很好的线性相关性;最后建立了地震波的时频特征谱与弹性加速度反应谱之间的近似转换关系式,此转换关系可作为合成具有目标反应谱的人工地震波使用。