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高速铁路简支钢-混结合箱梁振动特性研究
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作者 刘潇 张楠 孙琪凯 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期167-172,共6页
对一高速铁路32 m简支钢-混结合箱梁进行锤击试验,分析其振动特性。建立轨道-桥梁垂向耦合有限元模型,利用谐响应分析计算轨道-桥梁系统各板件的速度导纳,与试验结果进行对比,验证模型的有效性后分析振动在梁上的传递特性。采用虚拟激... 对一高速铁路32 m简支钢-混结合箱梁进行锤击试验,分析其振动特性。建立轨道-桥梁垂向耦合有限元模型,利用谐响应分析计算轨道-桥梁系统各板件的速度导纳,与试验结果进行对比,验证模型的有效性后分析振动在梁上的传递特性。采用虚拟激励法得到行车条件下的轮轨力,作用于有限元模型上,讨论钢-混顶板的混凝土厚度、扣件刚度等对钢-混结合箱梁振动的影响。为钢-混结合梁振动的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 -混结合箱梁 锤击试验 速度导纳 振动特性 虚拟激励法
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不平衡线性转子-轴承系统的非平稳地震激励响应分析 被引量:8
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作者 祝长生 陈拥军 朱位秋 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期285-289,共5页
给出了受随机地震激励的线性转子-轴承系统动力响应的有效分析方法。应用虚拟激励法和数值积分法,采用Kanai-Tajimi地震模型,对一个四自由度非对称的刚性转子-轴承系统在地震激励和谐波激励联合作用下的位移响应、位移响应谱密度及响应... 给出了受随机地震激励的线性转子-轴承系统动力响应的有效分析方法。应用虚拟激励法和数值积分法,采用Kanai-Tajimi地震模型,对一个四自由度非对称的刚性转子-轴承系统在地震激励和谐波激励联合作用下的位移响应、位移响应谱密度及响应时变方差进行了分析。讨论了不同转速对位移响应时变方差的影响和不同采样角频率对位移响应时变方差曲线的影响。 展开更多
关键词 转子-轴承系统 随机振动 虚拟激励法 地震激励 谐波激励
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基于改进迭代模型的车-桥耦合系统竖向随机振动研究 被引量:14
3
作者 朱志辉 王力东 +2 位作者 龚威 余志武 蔡成标 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期120-130,共11页
采用改进的车-桥耦合系统迭代计算模型,建立了基于虚拟激励法(PEM)的列车-轨道-桥梁竖向随机振动分析模型.采用虚拟激励法将轨道不平顺精确地转化为一系列竖向简谐不平顺的叠加,并运用分离迭代法求解车-桥耦合系统振动方程.以CRH2高速... 采用改进的车-桥耦合系统迭代计算模型,建立了基于虚拟激励法(PEM)的列车-轨道-桥梁竖向随机振动分析模型.采用虚拟激励法将轨道不平顺精确地转化为一系列竖向简谐不平顺的叠加,并运用分离迭代法求解车-桥耦合系统振动方程.以CRH2高速列车通过5跨简支梁桥为例,对改进的车-桥耦合系统迭代计算模型的计算精度和效率进行了验证.结果表明:在保持与传统模型相同计算精度的前提下,改进模型能使计算效率提高5倍左右.通过对列车-轨道-简支梁桥竖向随机振动响应中确定性激励引起的均值和轨道不平顺引起的均方根进行分析可知:桥梁竖向位移主要受列车自重控制,轨道不平顺引起的桥梁竖向位移影响很小;桥梁和车体竖向加速度受轨道不平顺影响显著,改善线路条件能有效提高列车的乘车舒适性;同时,车速越高,桥梁和车辆随机响应的均方根越大,由轨道不平顺引起的耦合系统振动响应的离散度越大. 展开更多
关键词 -桥耦合振动 迭代模型 赫兹接触 虚拟激励法 简支梁桥
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车桥系统非平稳随机振动的PEM-PIM算法 被引量:7
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作者 张志超 张亚辉 +1 位作者 赵岩 林家浩 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期26-32,共7页
研究了车桥耦合系统受到路面不平激励而发生的非平稳随机振动。采用虚拟激励方法(PEM)将路面的竖向随机不平度精确地转化为一系列竖向简谐不平度的叠加,从而简化了运动方程的求解,在此基础上用精细积分法(PIM)的三种格式进行数值计算。... 研究了车桥耦合系统受到路面不平激励而发生的非平稳随机振动。采用虚拟激励方法(PEM)将路面的竖向随机不平度精确地转化为一系列竖向简谐不平度的叠加,从而简化了运动方程的求解,在此基础上用精细积分法(PIM)的三种格式进行数值计算。这种基于虚拟激励法的精细积分(PEM-PIM)算法比通常的数值积分方法更真实地模拟了车辆作用力在时间域和空间域上的连续变化,也更精确地实施了数值积分。与广泛采用的Newmark方法比较,三种PEM-PIM格式处理这类问题时在分析精度和计算效率上都有显著的改善,而又各有特色。 展开更多
关键词 车桥耦合系统 精细积分 虚拟激励法 路面不平顺
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基于车-桥随机振动模型的简支梁桥墩顶垂向动反力特征研究 被引量:12
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作者 朱志辉 黄承志 +3 位作者 王力东 时瑾 余志武 蔡成标 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期225-232,共8页
为研究高速铁路简支梁桥墩顶垂向动反力的随机性特征,基于虚拟激励法和有限元方法,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统竖向随机振动模型。采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统列车模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限... 为研究高速铁路简支梁桥墩顶垂向动反力的随机性特征,基于虚拟激励法和有限元方法,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统竖向随机振动模型。采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统列车模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限元模型;基于等效Hertz线性轮轨接触关系建立列车-轨道-桥梁耦合系统动力学方程。通过虚拟激励法将轨道高低不平顺转化为一系列简谐不平顺的叠加,将非平稳随机振动问题转化为确定性时间历程问题,推导了列车-轨道-桥梁耦合时变系统随机振动计算模型。基于该计算模型,以五跨32 m预应力混凝土简支箱梁桥为研究对象,研究了轨道不平顺和车速对墩顶垂向动反力随机特征的影响。结果表明:墩顶垂向动反力受列车轴重引起的确定性激励控制,轨道不平顺随机激励对其影响显著;不同轨道不平顺随机激励下墩顶动反力均方根(σ)不同,基于3σ法得到的限值(μ±3σ)相差较大;随着车速的增大,墩顶动反力均方根(σ)逐渐增大。 展开更多
关键词 列车-轨道-桥梁耦合系统 高速铁路 墩顶动反力(DVRP) 随机振动 虚拟激励法(PEM)
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跨海特大型桥梁风-浪耦合作用的随机振动分析 被引量:6
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作者 刘高 陈上有 +1 位作者 刘天成 王昆鹏 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第1期75-89,共15页
考虑风-浪耦合场中风和波浪特征参数的相关性,建立了基于有限元法与边界元法联合分析的特大型桥梁风-浪耦合作用运动方程.其中,作用在大型深水基础上的波浪力采用势流理论和边界元法进行计算,并建立有限单元与边界元单元组的映射关系,... 考虑风-浪耦合场中风和波浪特征参数的相关性,建立了基于有限元法与边界元法联合分析的特大型桥梁风-浪耦合作用运动方程.其中,作用在大型深水基础上的波浪力采用势流理论和边界元法进行计算,并建立有限单元与边界元单元组的映射关系,将边界单元组上的波浪力映射到结构有限单元上;作用在桥梁上的气动力通过有限元法进行计算,包括由脉动风激发的非定常抖振力和由气弹相互作用产生的自激力.在此基础上,基于随机振动分析的高效算法——虚拟激励法,建立了计算桥梁风-浪耦合作用响应的分析方法.最后,针对某跨海超大跨桥梁方案进行研究,结果表明:与风致响应相比,风-浪耦合作用下桥梁深水基础内力显著增大,其中波浪激发的侧向剪力占主导地位,波浪激发的侧向弯矩在海床附近与风致响应基本相当,但在海床以下更大;斜风-波浪耦合作用下的主梁内力响应和深水基础内力响应比正交风-波浪耦合作用下的结果更大.因此,在跨海桥梁设计中,必须考虑风-浪耦合作用效应. 展开更多
关键词 特大型桥梁 -浪耦合 势流理论 有限元法 边界元法 虚拟激励法
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地震动空间效应与土-基础相互作用效应对隔震桥梁临界碰撞间隙的影响 被引量:15
7
作者 李忠献 周莉 岳福青 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期85-90,共6页
基于随机振动理论和虚拟激励法,研究了地震动空间效应与土-基础相互作用效应对隔震梁桥临界碰撞间隙的影响。建立了临界碰撞间隙计算方法,分别研究了仅考虑地震动空间效应、仅考虑土-基础相互作用和同时考虑地震动空间效应与土-基础相... 基于随机振动理论和虚拟激励法,研究了地震动空间效应与土-基础相互作用效应对隔震梁桥临界碰撞间隙的影响。建立了临界碰撞间隙计算方法,分别研究了仅考虑地震动空间效应、仅考虑土-基础相互作用和同时考虑地震动空间效应与土-基础相互作用三种情况下各参数对临界碰撞间隙的影响。研究表明:当地基土剪切波速较小且部分相干效应不显著时,临界碰撞间隙随地基土剪切波速减小而减小;当地基土剪切波速较大时,不论是否考虑地震动空间效应,地基土剪切波速对临界碰撞间隙的影响很小;行波效应与部分相干效应对临界碰撞间隙的影响不能忽视,且部分相干效应的影响更突出,部分相干效应越显著,临界碰撞间隙越大;临界碰撞间隙随隔震支座阻尼比的增大而减小,且当部分相干效应显著时,随隔震支座周期的增大而增大。 展开更多
关键词 隔震桥梁 地震碰撞 临界碰撞间隙 地震动空间效应 -基础相互作用 虚拟激励法
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复合随机振动分析的混合PC-PEM方法 被引量:3
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作者 项盼 赵岩 林家浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期35-39,共5页
由于加工、制造等原因,实际结构系统往往所具有很多不确定性,准确评估随机系统的动力学行为不仅具有实际意义,而且是近年来结构动力学理论的一个研究热点。本文研究了同时考虑结构模型参数与所受外激励载荷具有不确定性的复合随机振动... 由于加工、制造等原因,实际结构系统往往所具有很多不确定性,准确评估随机系统的动力学行为不仅具有实际意义,而且是近年来结构动力学理论的一个研究热点。本文研究了同时考虑结构模型参数与所受外激励载荷具有不确定性的复合随机振动问题。结构模型参数的不确定性采用随机变量模拟,外激励载荷的不确定性采用随机过程模拟,提出了结构随机振动响应评估的混合混沌多项式-虚拟激励(PC-PEM)方法。数值算例研究了参数不确定性在21杆桁架中的传播,讨论了响应的一阶、二阶统计矩,并同蒙特卡洛方法进行对比表明提出方法的正确性和有效性。本文的工作对于考虑不确定的复杂装备与结构系统的随机振动分析具有很好的借鉴意义。 展开更多
关键词 不确定 PC展开 虚拟激励法 HERMITE多项式 随机伽辽金法方法
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基于频域的S-lay托管架疲劳分析 被引量:2
9
作者 薛志钢 蔡志勤 +2 位作者 曹先凡 岳前进 刘世龙 《船海工程》 北大核心 2015年第6期153-157,共5页
根据船体随机荷载对托管架的影响,用等效质量的方法将托管架-管道进行解耦,用虚拟激励法建立船体随机运动作用下托管架的虚拟动力学方程,并将虚拟激励法的平稳随机振动分析转化为简谐振动分析,利用ANSYS求解,应用Dirlik方法得到托管架... 根据船体随机荷载对托管架的影响,用等效质量的方法将托管架-管道进行解耦,用虚拟激励法建立船体随机运动作用下托管架的虚拟动力学方程,并将虚拟激励法的平稳随机振动分析转化为简谐振动分析,利用ANSYS求解,应用Dirlik方法得到托管架的疲劳寿命,提出在频域内利用ANSYS和虚拟激励法对托管架进行疲劳寿命评价的方法。 展开更多
关键词 托管架 随机振动 ANSYS 虚拟激励法
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罕遇地震作用下的框架-摇摆刚架结构体系动力可靠度研究 被引量:2
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作者 刘迪 杜永峰 +1 位作者 李慧 李春锋 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期691-697,共7页
针对钢筋混凝土框架结构的受力特点,采用增设摇摆刚架的抗震设计方法,以提高罕遇地震下建筑结构的安全性。建立了框架-摇摆刚架结构体系的计算模型,结合状态空间法与虚拟激励法,求解结构的平稳随机响应,并根据计算所得随机响应对框架-... 针对钢筋混凝土框架结构的受力特点,采用增设摇摆刚架的抗震设计方法,以提高罕遇地震下建筑结构的安全性。建立了框架-摇摆刚架结构体系的计算模型,结合状态空间法与虚拟激励法,求解结构的平稳随机响应,并根据计算所得随机响应对框架-摇摆刚架体系的动力可靠度进行分析。以西部地区某已建成的6层框架结构为算例,探讨了罕遇地震作用下不同刚度比的摇摆刚架对新结构体系动力可靠度的影响。结果表明,通过增设不同刚度比的摇摆刚架,可以有效协调结构体系的变形模式,充分发挥结构的耗能能力,降低整体结构的条件失效概率。 展开更多
关键词 钢筋混凝土(RC) 摇摆刚架结构 虚拟激励法 动力可靠度
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桩-土-结构体系随机地震响应的实用计算方法及参数分析 被引量:3
11
作者 周爱红 袁颖 +1 位作者 侯征 周海辉 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期51-55,共5页
考虑地震的随机性和土体的非线性,引入粘弹性边界,提出了一种在谐响应分析中直接输入加速度的加载方式,建立了基于虚拟激励法、等效线性化法和确定性动力有限元法相结合的非线性桩-土-结构体系随机地震响应的实用计算方法。采用该法对... 考虑地震的随机性和土体的非线性,引入粘弹性边界,提出了一种在谐响应分析中直接输入加速度的加载方式,建立了基于虚拟激励法、等效线性化法和确定性动力有限元法相结合的非线性桩-土-结构体系随机地震响应的实用计算方法。采用该法对单桩支承的剪切型结构进行了较为全面的参数分析。结果表明基岩地震动输入水平,桩长度和土体模量都对结构反应有较大影响。该方法可方便的用于随机地震下桩-土-结构体系的参数分析中。 展开更多
关键词 --结构体系 随机地震 等效线性 虚拟激励法 参数分析
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复合材料圆柱壳随机动力学解析建模及分析
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作者 吴洪瑞 高国华 +3 位作者 邵东 梁伟阁 李池 孙宁泽 《兵工学报》 北大核心 2025年第5期213-222,共10页
随着复合材料圆柱壳在导弹发射、潜艇船舶等工程领域中的广泛应用,随机载荷引起的随机振动逐渐成为其动力学设计优化的重要考虑要素。使用1阶剪切壳理论和Hamilton原理构建壳体的运动控制方程,并通过人工虚拟弹簧施加边界条件,结合虚拟... 随着复合材料圆柱壳在导弹发射、潜艇船舶等工程领域中的广泛应用,随机载荷引起的随机振动逐渐成为其动力学设计优化的重要考虑要素。使用1阶剪切壳理论和Hamilton原理构建壳体的运动控制方程,并通过人工虚拟弹簧施加边界条件,结合虚拟激励法与回传射线矩阵法,分离出广义解向量中的非齐次激励方程,推导出基底加速度和随机载荷激励下的统一矩阵列式,以完成对复合材料圆柱壳的随机动力学解析建模及求解。将计算的平稳/非平稳随机响应结果与有限元仿真进行比较,证明新解析模型的有效性。在此基础上,开展了一系列针对功率谱的工程算例,揭示了壳体厚径比、正交各项异性比以及铺层数量对圆柱壳随机振动响应的影响。 展开更多
关键词 复合材料圆柱壳 随机载荷 平稳/非平稳随机响应 虚拟激励法 回传射线矩阵法
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跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析 被引量:2
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作者 周智辉 肖舒晴 +2 位作者 何旭辉 菅振华 蔡陈之 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4210-4220,共11页
由于跨座式单轨轨面不平顺激励具有随机特性,所以跨座式单轨列车-桥梁系统动力响应的随机性值得探讨。通过建立跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析模型,分析在大量不平顺样本组作用下跨座式单轨列车-桥梁系统动力响应的离散性。研究... 由于跨座式单轨轨面不平顺激励具有随机特性,所以跨座式单轨列车-桥梁系统动力响应的随机性值得探讨。通过建立跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析模型,分析在大量不平顺样本组作用下跨座式单轨列车-桥梁系统动力响应的离散性。研究基于虚拟激励法的跨座式单轨列车-桥梁系统的随机振动分析方法的计算精度和效率,对比分析跨座式单轨列车-桥梁系统基于虚拟激励法的随机分析方法和基于单样本组的确定性分析方法所得的动力响应随车速的变化规律。研究结果表明:跨座式单轨列车-桥梁系统的大多数响应具有很大的离散性,开展跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析是必要的;验证了基于虚拟激励法的跨座式单轨列车-桥梁系统随机分析方法具有很高的精度,在同等精度条件下,虚拟激励法的计算效率明显高于Monte Carlo法;论证了仅作单个确定性样本的速度影响分析并不能确切反映跨座式单轨列车-桥梁系统响应随车速变化规律,进一步论证了开展跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析的必要性;从概率统计的角度分析了跨座式单轨车辆及轨道梁的位移与加速度响应随车速的总体变化规律。研究成果可为跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动进一步的研究提供依据和参考。 展开更多
关键词 跨座式单轨 列车-桥梁系统 随机振动 虚拟激励法
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高速铁路钢-混结合箱梁桥车致振动与结构噪声预测分析与试验验证 被引量:1
14
作者 刘潇 张楠 孙琪凯 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期41-50,共10页
为了高效、快速地进行钢-混结合箱梁车致振动与结构噪声的预测,基于虚拟激励法-辛方法(PEM-SM),将轨道不平顺作为平稳性的随机激励,轨道结构视为无限长的周期性子结构,在频域内求解轨道系统的动力响应,建立有限元-边界元(FE-BEM)、统计... 为了高效、快速地进行钢-混结合箱梁车致振动与结构噪声的预测,基于虚拟激励法-辛方法(PEM-SM),将轨道不平顺作为平稳性的随机激励,轨道结构视为无限长的周期性子结构,在频域内求解轨道系统的动力响应,建立有限元-边界元(FE-BEM)、统计能量(SEA)混合预测模型。将一32m高速铁路钢-混结合箱梁声振试验结果作为依据,验证所提方法与预测模型的有效性。分析结果表明:桥梁总振级和总声压级整体随着列车速度的增加而增大;钢梁腹板的总振级和总声压级均大于钢梁上翼缘和底板,腹板也是主要的声辐射构件。 展开更多
关键词 -混结合箱梁 振动与结构噪声 虚拟激励法-辛方法 频域分析
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基于GPU的车辆-轨道-地基土耦合系统3D随机振动并行计算方法 被引量:2
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作者 朱志辉 夏禹涛 +1 位作者 王力东 刘禹兵 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期79-88,共10页
针对轨道不平顺随机特征导致车辆-轨道-地基土耦合系统随机分析计算效率低的问题,采用虚拟激励法降低大样本分析的计算量;针对耦合系统等效刚度矩阵的稀疏特性,采用行压缩(Compressed Sparse Row,CSR)格式存储大型稀疏矩阵,采用预处理... 针对轨道不平顺随机特征导致车辆-轨道-地基土耦合系统随机分析计算效率低的问题,采用虚拟激励法降低大样本分析的计算量;针对耦合系统等效刚度矩阵的稀疏特性,采用行压缩(Compressed Sparse Row,CSR)格式存储大型稀疏矩阵,采用预处理共轭梯度法(Preconditioned Conjugate Gradient,PCG)求解对称正定的等效静力平衡方程,最后通过MATLAB-CUDA(Compute Unified Device Architecture)混合平台开发基于GPU的并行计算程序.数值算例表明:基于MATLAB-CUDA混合平台求解等效静力平衡方程的效率是串行多点同步算法的86.13倍,大大缩短了随机振动分析的总计算时间,且内存占用小、易于在个人计算机上实施;采用PCG法求解车辆-轨道-地基土耦合系统形成的大型稀疏线性方程组时,建议以加速度指标作为迭代收敛精度的控制指标;可通过选取适当的迭代收敛精度,以达到计算精度和计算效率的平衡. 展开更多
关键词 随机振动 GPU并行计算 3D有限元法 虚拟激励法 车辆-轨道-地基土耦合模型
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基于虚拟激励法的人⁃桥⁃MTMD竖向耦合振动分析及其减振优化设计
16
作者 温金龙 李阳 +2 位作者 汪志昊 陈爱玖 胡明祎 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期794-802,共9页
为建立考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD减振优化设计方法,通过模拟行人单自由度质量⁃弹簧⁃阻尼(MSD)模型参数的随机性,基于虚拟激励法求解了随机人群⁃人行桥⁃MTMD耦合系统的竖向振动响应;分析了人⁃结构竖向相互作用对人行桥TMD减... 为建立考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD减振优化设计方法,通过模拟行人单自由度质量⁃弹簧⁃阻尼(MSD)模型参数的随机性,基于虚拟激励法求解了随机人群⁃人行桥⁃MTMD耦合系统的竖向振动响应;分析了人⁃结构竖向相互作用对人行桥TMD减振效果的影响规律;基于随机人群⁃人行桥⁃MTMD耦合系统的加速度传递函数H2范数与响应面优化,建立了考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD减振优化设计方法。结果表明:本文计算方法避免了大量非线性时程分析,可高效获得耦合系统振动响应的功率谱和均方根值;人⁃结构竖向相互作用使得TMD失谐效应显著,人群密度由0.25人/m^(2)增至1.25人/m^(2),TMD(质量比为3%)减振率下降37.19%;考虑人⁃结构竖向相互作用的人行桥MTMD优化设计方法对人行桥加速度响应减振率均值达到70%以上。 展开更多
关键词 人⁃结构竖向相互作用 人行桥 随机人群 MTMD减振 虚拟激励法
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三维夹层圆柱壳平稳随机响应分析
17
作者 孟硕 钟锐 王青山 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1414-1421,共8页
基于三维弹性理论,利用统一级数法与虚拟激励法(PEM)建立了三维夹层圆柱壳平稳随机响应模型。根据夹层材料的层间特性差异划分圆柱壳子域,并利用三维弹性理论结合虚拟激励法建立各子域的动能、应变能、边界势能及平稳随机激励功。通过... 基于三维弹性理论,利用统一级数法与虚拟激励法(PEM)建立了三维夹层圆柱壳平稳随机响应模型。根据夹层材料的层间特性差异划分圆柱壳子域,并利用三维弹性理论结合虚拟激励法建立各子域的动能、应变能、边界势能及平稳随机激励功。通过耦合罚函数法将分层子域间的力学协调条件转化为耦合条件能量,进而叠加各子域能量获得夹层圆柱壳的整体能量泛函。使用统一的级数表达式构建各子域的位移分量,并结合瑞利-里兹法求解获得三维夹层圆柱壳结构的随机响应。通过与现有文献和有限元结果的对比,验证了随机响应模型的正确性。最后分析了厚径比、层合-功能梯度夹层材料的铺设角及幂律指数对三维夹层圆柱壳随机响应的影响。 展开更多
关键词 随机振动 层合-功能梯度夹层材料 三维圆柱壳 统一级数法 虚拟激励法
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地震作用下管道-土耦合结构非平稳随机振动分析 被引量:3
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作者 赵岩 贾甜 周瑞鹏 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第5期493-505,共13页
考虑地震载荷的非平稳特性和相干特性,建立了地下管道-土耦合结构随机振动分析的一种频域方法.应用Fourier-Stieltjes积分描述非平稳随机过程,由核函数刻画地震载荷的幅值和频率成份等时变特性;同时引入指数型衰减函数描述地震载荷的空... 考虑地震载荷的非平稳特性和相干特性,建立了地下管道-土耦合结构随机振动分析的一种频域方法.应用Fourier-Stieltjes积分描述非平稳随机过程,由核函数刻画地震载荷的幅值和频率成份等时变特性;同时引入指数型衰减函数描述地震载荷的空间分布特性.在频域上结合虚拟激励法和Fourier(傅里叶)分析技术,推导了地下管道-土耦合结构受具有相干特征非平稳随机载荷作用下的响应演变功率谱的闭合解,建立了随机振动输入和输出的频域关系.数值算例与传统的分析方法进行对比验证,说明了建立方法的正确性和有效性;进一步研究了不同土参数变化以及不同端部约束条件下管道结构随机振动行为规律. 展开更多
关键词 幅频非平稳 管道-土耦合结构 随机振动 虚拟激励法 频域方法
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交通载荷作用下跨海桥梁-电缆组合结构随机振动分析 被引量:4
19
作者 张振鹏 赵健康 +2 位作者 李文杰 赵鹏 黄凯文 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期912-920,I0002,共10页
电缆沿桥跨海铺设是海缆铺设的一种新的形式,针对由汽车和列车交通载荷诱发的沿跨海桥梁敷设电缆的振动问题,建立了桥梁-电缆的整体组合结构分析模型,将汽车和列车的作用载荷简化为移动的随机集中载荷序列,发展虚拟激励法(pseudo-excita... 电缆沿桥跨海铺设是海缆铺设的一种新的形式,针对由汽车和列车交通载荷诱发的沿跨海桥梁敷设电缆的振动问题,建立了桥梁-电缆的整体组合结构分析模型,将汽车和列车的作用载荷简化为移动的随机集中载荷序列,发展虚拟激励法(pseudo-excitation method,PEM)用于分析移动随机载荷作用下电缆位移和应力响应的标准差及演变功率谱(power spectral density,PSD),并研究了汽车和列车运行速度对电缆动力响应标准差的影响.PEM将移动随机载荷问题转化为特定频率简谐移动载荷作用下的动力响应分析,能够计算得到与Monte Carlo(MC)方法非常吻合的电缆动力响应标准差,但所需的时域响应分析次数远少于MC方法.数值结果表明,随着汽车和列车运行速度的提升,电缆位移和应力标准差呈现增大的趋势;在汽车和列车交通载荷作用下,铝护套的位移标准差和功率谱的值比缆芯要大,这可能会使得电缆的疲劳破坏首先发生在铝护套层,本文工作对电缆沿桥跨海铺设实际工程具有一定的借鉴意义. 展开更多
关键词 跨海铺设 电缆 交通载荷 随机振动 虚拟激励法
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基于虚拟激励法的磁浮车桥耦合系统随机振动分析 被引量:5
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作者 刘伟 赵春发 +2 位作者 娄会彬 冯洋 彭也也 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期823-831,共9页
为探讨随机轨道不平顺作用下中低速磁浮列车和桥梁的动力响应,将虚拟激励法引入磁浮车桥振动分析中,提出中低速磁浮车辆-悬浮控制系统-桥梁耦合系统随机振动分析方法.将中低速磁浮列车简化为弹簧阻尼器连接的多刚体,悬浮系统中电流使用... 为探讨随机轨道不平顺作用下中低速磁浮列车和桥梁的动力响应,将虚拟激励法引入磁浮车桥振动分析中,提出中低速磁浮车辆-悬浮控制系统-桥梁耦合系统随机振动分析方法.将中低速磁浮列车简化为弹簧阻尼器连接的多刚体,悬浮系统中电流使用比例-微分(PD)控制方法进行主动控制,采用有限元方法对桥梁进行建模,将随机轨道不平顺转换为一系列简谐波构成的虚拟激励;编制中低速磁浮车桥动力系统随机振动分析程序,自动生成系统随机振动方程,利用分离迭代方法对磁浮车辆控制方程和桥梁动力方程进行求解计算.研究结果表明:虚拟激励法能够高效计算中低速磁浮车桥系统随机动力响应,其计算效率约为蒙特卡洛方法的1/11,基于虚拟激励法能够获得中低速磁浮车桥动力系统均值、标准差和时变功率谱密度等统计结果. 展开更多
关键词 磁浮车辆 车桥相互作用 随机振动 虚拟激励法
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