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结构非平稳随机响应的混合型精细时程积分 被引量:30
1
作者 林家浩 沈为平 +1 位作者 宋华茂 孙东科 《振动工程学报》 EI CSCD 1995年第2期127-135,共9页
演变随机激励的调制函数取各种不同形式时,相应的虚拟激励对应精细时程积分的不同形式。混合地应用这些形式于结构响应时变功率谱分析,可高效地获得达到计算机精度的数值结果。
关键词 随机振动 时程积分 随机激励 结构振动
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边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨 被引量:26
2
作者 蒋良潍 姚令侃 吴伟 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2009年第3期261-266,共6页
受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生... 受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域-时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域-时域混合积分时误差可明显减小。 展开更多
关键词 振动台模型实验 动位移 加速度时程积分 低频截止频率 频域-时域混合积分
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精细时程积分法的误差分析与精度设计 被引量:33
3
作者 向宇 黄玉盈 曾革委 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期276-280,319,共6页
通过对精细积分法递推过程的误差分析 ,发现该方法能获得高精度数值结果的根本原因是 :数值计算的相对误差不随递推过程的进行而扩散。数值结果的精度仅仅取决于初始 Taylor级数的计算精度和指数矩阵 A的最大模特征值。同时 ,提出了一... 通过对精细积分法递推过程的误差分析 ,发现该方法能获得高精度数值结果的根本原因是 :数值计算的相对误差不随递推过程的进行而扩散。数值结果的精度仅仅取决于初始 Taylor级数的计算精度和指数矩阵 A的最大模特征值。同时 ,提出了一种精度估计和精度设计的方法。 展开更多
关键词 精细时程积分 误差分析 精度设计 精度估计 泰勒级数 指数矩阵
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结构非平稳随机响应的增维精细时程积分 被引量:6
4
作者 张文首 林家浩 +1 位作者 刘婷婷 于骁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期18-20,共3页
对于不同形式的均匀调制演变随机激励,给出计算线性多自由度体系非平稳随机响应的增维精细时程积分法。先用虚拟激励法将随机荷载化为确定性荷载,然后把确定性荷载用状态方程表示,进而构造出形式统一的增维精细时程积分格式。算例表明,... 对于不同形式的均匀调制演变随机激励,给出计算线性多自由度体系非平稳随机响应的增维精细时程积分法。先用虚拟激励法将随机荷载化为确定性荷载,然后把确定性荷载用状态方程表示,进而构造出形式统一的增维精细时程积分格式。算例表明,本文方法不仅与混合型精细时程积分格式具有同样的精度,而且计算效率更高。 展开更多
关键词 非平稳随机振动 演变 精细时程积分 随机激励 随机响应
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受演变随机激励结构响应的增维精细时程积分法 被引量:3
5
作者 张文首 林家浩 +1 位作者 于骁 刘婷婷 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期160-165,共6页
对受非均匀调制演变随机激励结构响应问题进行了研究.先用虚拟激励法将随机荷载化为确定性荷载,然后将非均匀调制演变随机模型用状态方程表示.借助于随机模型的状态方程表达式,可构造出增维精细时程积分格式,从而快速精确地求出结构的... 对受非均匀调制演变随机激励结构响应问题进行了研究.先用虚拟激励法将随机荷载化为确定性荷载,然后将非均匀调制演变随机模型用状态方程表示.借助于随机模型的状态方程表达式,可构造出增维精细时程积分格式,从而快速精确地求出结构的时变功率谱响应.同HPD-M格式相比,该方法不仅计算效率有所提高,而且由于避免了矩阵求逆,可直接处理具有刚体模态的结构.最后通过两个算例与HPD-M格式的计算效率进行比较,表明本方法具有显著的优越性. 展开更多
关键词 非平稳随机振动 演变 精细时程积分 随机激励 功率谱
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基于神经网络的加速度时程积分方法 被引量:3
6
作者 柳成荫 陈政清 +2 位作者 黄方林 王修勇 曾储惠 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期162-166,共5页
加速度的二重积分是位移,因此利用加速度传感器可以测量位移,但加速度信号积分中存在零点校正和边界条件确定的问题。为了准确地将加速度时程积分成对应时刻的位移,提出了一种利用非线性映射能力很强的BP神经网络建立加速度时程与位移... 加速度的二重积分是位移,因此利用加速度传感器可以测量位移,但加速度信号积分中存在零点校正和边界条件确定的问题。为了准确地将加速度时程积分成对应时刻的位移,提出了一种利用非线性映射能力很强的BP神经网络建立加速度时程与位移时程之间的关系。通过对样本的学习,BP神经网络将这种非线性映射关系以分布并行的方式存储在网络的联结权矩阵中,从而对样本集进行非逻辑归纳。数值仿真结果和实测结果表明,该方法抗噪声污染能力强,收敛速度快,识别精度较高。 展开更多
关键词 BP神经网络 加速度 时程积分 位移 联结权矩阵 非逻辑归纳 噪声污染 振动测试系统
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精细时程积分法在地震响应分析中的应用 被引量:15
7
作者 王元丰 储德文 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期20-23,共4页
针对精细时程积分法在大型结构地震响应分析中的应用,提出振型分解精细时程积分法以及精细积分法与Newmark-β法的耦合方法,并应用于结构在地震作用下的反应。算例表明,精细积分法、振型分解精细积分法及耦合方法对于地震作用这样的复... 针对精细时程积分法在大型结构地震响应分析中的应用,提出振型分解精细时程积分法以及精细积分法与Newmark-β法的耦合方法,并应用于结构在地震作用下的反应。算例表明,精细积分法、振型分解精细积分法及耦合方法对于地震作用这样的复杂荷载有很好的适应性,可以在工程中推广应用。 展开更多
关键词 时程积分 精细积分 地震响应分析
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结构动力方程的2种精细时程积分 被引量:4
8
作者 范宣华 陈璞 慕文品 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期109-114,共6页
分析了增维精细时程积分和扩展精细时程积分2种方法在求解结构动力方程中的异同.在演变随机激励为多项式、指数函数以及正弦/余弦(虚指数)函数组合的一般形式下,分别推导出了2种方法所对应的显式离散递推表达式.结果表明:2种积分方法所... 分析了增维精细时程积分和扩展精细时程积分2种方法在求解结构动力方程中的异同.在演变随机激励为多项式、指数函数以及正弦/余弦(虚指数)函数组合的一般形式下,分别推导出了2种方法所对应的显式离散递推表达式.结果表明:2种积分方法所对应的显式递推格式最终都转化为积分步长的多项式函数,并且在相同泰勒级数展开项的条件下,扩展精细积分除包含增维精细积分的所有递推项外,还包含一些高阶小项,理论上具有更高的精度;忽略高阶小项,2种方法尽管算法实现不同,离散递推格式完全一致;工程实例计算表明,二者计算精度都可以达到10位以上有效数字,扩展精细积分计算时间较增维精细积分少一个数量级. 展开更多
关键词 时程积分 演变随机激励 动力学方程 计算精度
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结构动力响应的精细时程积分并行算法 被引量:6
9
作者 李红云 沈为平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期81-85,共5页
大型结构动力响应问题采用传统的时间步长直接积分方法求解是非常耗时的,因此发展相应的并行计算方法成为必然.传统的直接积分方法是极度串行而不适于并行计算,而精细时程积分方法可以使用大步长单步计算出求解区间任意时间点的响应... 大型结构动力响应问题采用传统的时间步长直接积分方法求解是非常耗时的,因此发展相应的并行计算方法成为必然.传统的直接积分方法是极度串行而不适于并行计算,而精细时程积分方法可以使用大步长单步计算出求解区间任意时间点的响应值,为并行计算提供了极大的可能性.结构动力响应方程通过变量变换可以转化为一阶线性常微分方程,该方程组的解由表示初值影响的齐次方程解和反映荷载作用的积分之和组成.其中第一项用矩阵指数函数计算;第二项在文中采用精细时程积分傅里叶展开方法计算(设计了3种相应的并行算法),并在TRANSPUTER并行机上实现.结果表明,3种HPD-F并行算法有很高的加速比和并行效率. 展开更多
关键词 动力响应力 精细时程积分 并行算法 结构
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精细时程积分法的参数选择 被引量:6
10
作者 陈奎孚 张森文 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第3期301-305,共5页
讨论了精细时程积分法中离散间隔τ、截断阶数M和二分阶数N的优化问题。指出τ应满足采样定理,如不满足必须加滤波器以抑制频混。通过理论推导和大量的数值试验证明了M=4是优选的,并给出了N的简单选择公式。用两个实例验证了M... 讨论了精细时程积分法中离散间隔τ、截断阶数M和二分阶数N的优化问题。指出τ应满足采样定理,如不满足必须加滤波器以抑制频混。通过理论推导和大量的数值试验证明了M=4是优选的,并给出了N的简单选择公式。用两个实例验证了M,N选择的可靠性,并指出误差随时间线线累积。 展开更多
关键词 瞬态过程 指数矩阵 时程积分 结构动力响应
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精细时程积分中状态转换矩阵的自适应算法 被引量:8
11
作者 刘勇 沈为平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1995年第2期82-85,68,共5页
本文提出了基于逼近理论的计算精细时程积分中的状态转换矩阵的算法。这种算法与基于Taylor级数展开的方法相比,有更高的精度,而且具有自适应功能。文中的数值实验结果印证了这一点。
关键词 精细时程积分 状态转移矩阵 自适应算法
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计算结构动力响应的分段精细时程积分方法 被引量:5
12
作者 王超 李红云 刘正兴 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期175-178,203,共5页
利用钟万勰等发展的精细时程积分方法,提出了解线性定常结构动力系统响应的分段精细时程积分方法。它能适用于各种激励作用下系统的动力响应。对于载荷项采用线性和两次多项式进行拟合,采用精细时程积分方法和叠代方法对动力响应进行计... 利用钟万勰等发展的精细时程积分方法,提出了解线性定常结构动力系统响应的分段精细时程积分方法。它能适用于各种激励作用下系统的动力响应。对于载荷项采用线性和两次多项式进行拟合,采用精细时程积分方法和叠代方法对动力响应进行计算。与传统的离散积分方法如纽马克方法和威尔逊方法等及状态方程直接积分方法进行数值比较,本方法具有很高的精度和计算效率。 展开更多
关键词 状态方程 动力响应 时程积分
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离散精细时程积分的自适应求积算法研究 被引量:3
13
作者 李健 高广军 张洁 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期502-505,2,共5页
基于Hamilton体系下的精细时程积分方法,通过对载荷项进行离散,应用中值法使载荷项在时间步长内为常值,从而将非齐次动力方程转化为齐次动力方程,避免了矩阵的求逆运算;基于积分区间逐次半分的思想实现了任意时间步长的自适应求积。数... 基于Hamilton体系下的精细时程积分方法,通过对载荷项进行离散,应用中值法使载荷项在时间步长内为常值,从而将非齐次动力方程转化为齐次动力方程,避免了矩阵的求逆运算;基于积分区间逐次半分的思想实现了任意时间步长的自适应求积。数值算例结果表明:在同等时间步长的非齐次系统中,精细时程积分的最大误差为中心差分法的2.8%,为Newmark法的2.2%,最大求解误差仅为0.029%。这充分说明了本文的离散精细时程积分的自适应求积算法具有很好的收敛性。 展开更多
关键词 动力学方程 离散精细时程积分 中值法 指数矩阵计算 自适应求积
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流固耦合系统动力响应分析的精细时程积分法 被引量:4
14
作者 王超 李红云 刘正兴 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期399-402,共4页
通过对结构与理想流体耦合问题的分析 ,利用有限元方法对流固耦合系统动力响应进行了研究 .采用精细时程积分法、威尔逊θ法和纽马克法进行计算 .算例表明 ,精细时程积分方法具有精度高、不受时间步长的严格限制和计算工作量小等优点 。
关键词 流固耦合系统 动力响应 精细时程积分
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大跨开孔结构屋盖风致响应分析的多模态精细时程积分法 被引量:4
15
作者 潘峰 孙炳楠 楼文娟 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1000-1006,共7页
大跨空间结构在灾害天气时,风从孔口处涌入,屋盖容易在内、外压共同作用下产生破坏.结合模态解耦原理和精细时程积分法,提出了多模态精细时程积分法,并推导了大跨屋盖风致响应与风效应系数的计算公式.通过大跨屋盖刚性和气弹模型风洞试... 大跨空间结构在灾害天气时,风从孔口处涌入,屋盖容易在内、外压共同作用下产生破坏.结合模态解耦原理和精细时程积分法,提出了多模态精细时程积分法,并推导了大跨屋盖风致响应与风效应系数的计算公式.通过大跨屋盖刚性和气弹模型风洞试验,计算了屋盖的风致动力响应时程,其结果与有限元分析吻合,验证了多模态精细时程积分法的正确性.分析了大跨屋盖跨中位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布,得出了大跨屋盖风致破坏的机理,指出高阶振型对大跨屋盖结构的风致响应的贡献不可忽略.计算比较了在四周封闭和突然开孔2种情况下的荷载风效应系数和位移风效应系数,结果表明多模态精细时程积分法是一种高效、快速、准确的大跨屋盖风致响应计算方法. 展开更多
关键词 多模态精细时程积分 大跨屋盖 突然开孔 风致响应 风效应系数
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悬索桥颤振稳定性分析的精细时程积分法 被引量:3
16
作者 刘高 王秀伟 强士中 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期316-320,共5页
研究精细时程积分法在悬索桥颤振稳定性分析中的应用。首先 ,将结构和气流整个作为一个系统 ,组集系统关于模态广义坐标的状态空间方程。然后 ,应用精细时程积分法计算状态向量的时程响应 ,根据状态向量时程响应的对数衰减率判断系统的... 研究精细时程积分法在悬索桥颤振稳定性分析中的应用。首先 ,将结构和气流整个作为一个系统 ,组集系统关于模态广义坐标的状态空间方程。然后 ,应用精细时程积分法计算状态向量的时程响应 ,根据状态向量时程响应的对数衰减率判断系统的颤振稳定性。最后 ,以英国塞文悬索桥为数值算例 ,验证了本文方法的正确性。 展开更多
关键词 悬索桥 颤振稳定性 精细时程积分
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二阶双曲型方程的精细时程积分法 被引量:5
17
作者 金承日 吕万金 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期113-115,共3页
对于二阶双曲型偏微分方程初边值问题,可以用有限差分法进行求解。通常的有限差分法在使用过程中受到精确度和稳定性的限制,本文提出求解二阶双曲型方程的精细时程积分法。由于这种方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,所以这种方... 对于二阶双曲型偏微分方程初边值问题,可以用有限差分法进行求解。通常的有限差分法在使用过程中受到精确度和稳定性的限制,本文提出求解二阶双曲型方程的精细时程积分法。由于这种方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,所以这种方法不仅精确度高,而且还绝对稳定。文末的数值算例进一步验证了上述结论,而且对大的时间步长(例如Δt=0.5)仍然获得精度很高的数值结果。可见,精细时程积分法是一种很实用的方法。 展开更多
关键词 双曲型方程 精细时程积分 精确度 稳定性
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解四阶杆振动方程的精细时程积分法 被引量:3
18
作者 金承日 王玉兰 刘明珠 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1043-1045,共3页
对于四阶杆振动方程初值和周期边界值问题,提出了截断误差阶为O(Δx6)的精细时程积分法.由于该方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,本方法不仅精确度高,还无条件稳定.数值算例进一步验证了上述结论,而且对大的时间步长和长时间计... 对于四阶杆振动方程初值和周期边界值问题,提出了截断误差阶为O(Δx6)的精细时程积分法.由于该方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,本方法不仅精确度高,还无条件稳定.数值算例进一步验证了上述结论,而且对大的时间步长和长时间计算均有效,是一种很实用的方法. 展开更多
关键词 四阶杆振动方程 精细时程积分 无条件稳定 截断误差 长时间计算
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饱和两相介质动力固结问题时域求解的精细时程积分方法 被引量:1
19
作者 李亮 高超 吴利华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期27-34,共8页
针对u-p形式的饱和两相介质波动方程,采用精细时程积分方法计算固相位移u,采用向后差分算法求解流体压力p,建立了饱和两相介质动力固结问题时域求解的精细时程积分方法。针对标准算例,对该方法的计算精度进行了校核。开展了该方法相关... 针对u-p形式的饱和两相介质波动方程,采用精细时程积分方法计算固相位移u,采用向后差分算法求解流体压力p,建立了饱和两相介质动力固结问题时域求解的精细时程积分方法。针对标准算例,对该方法的计算精度进行了校核。开展了该方法相关算法特性的研究,对采用不同数值积分方法计算非齐次波动方程特解项计算精度的差异进行了对比研究,并对采用不同积分点数目的高斯积分法计算特解项条件下计算精度的差异进行了对比研究。研究结果表明,(1)该方法具有良好的计算精度。(2)计算非齐次波动方程特解项的数值积分方法中,梯形积分法的计算精度最差,高斯积分法、辛普生积分法和科茨积分法都具有较好的计算精度。(3)增加高斯积分点数目对于提高计算精度的作用并不显著。 展开更多
关键词 饱和两相介质 动力固结 u-p波动方程 精细时程积分 向后差分
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基于精细时程积分法的结构碰撞问题研究 被引量:1
20
作者 尹俊红 李青宁 +4 位作者 张瑞杰 闫磊 程麦理 孙建鹏 韩春 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2015年第1期97-104,共8页
结构碰撞问题是影响其抗震性能的一个重要因素。利用精细积分法无条件稳定、精度高和受时间步长限制小的特点,将其用于结构碰撞问题的求解,并进行了公式推导;基于精细积分算法对相邻结构体系进行了碰撞力反应谱研究,考虑了碰撞刚度、初... 结构碰撞问题是影响其抗震性能的一个重要因素。利用精细积分法无条件稳定、精度高和受时间步长限制小的特点,将其用于结构碰撞问题的求解,并进行了公式推导;基于精细积分算法对相邻结构体系进行了碰撞力反应谱研究,考虑了碰撞刚度、初始间隙、阻尼比等参数变化对碰撞力的影响。结果表明,精细积分法用于结构的碰撞分析,计算精度和效率较高,对求解结构碰撞问题是适用的;对碰撞力反应谱分析表明,碰撞力峰值随碰撞刚度值的增大而增大,若使相邻结构的振动特性一致或具有足够大的相邻间隙,可最大限度地减小结构碰撞响应;短周期结构不易发生碰撞。 展开更多
关键词 结构碰撞 精细时程积分 振动台试验 反应谱 碰撞力峰值
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