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转动Timoshenko梁的动力学方程及频率分析 被引量:7
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作者 邹建奇 陆佑方 那景新 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期117-121,共5页
本文以转动规范理论为基础,导出转动Timoshenko梁的精确动力学方程,并在梁作匀速转动的情况下讨论剪切效应、转动惯量。
关键词 机械臂 动力学方程 timoshenko
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热环境中多孔功能梯度材料转动Timoshenko梁的自由振动特性分析 被引量:1
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作者 滕兆春 马铃权 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期164-171,共8页
对于孔隙均匀分布的多孔功能梯度材料梁模型,考虑材料的温度依赖性质并确定梁的物理中面,利用Hamilton原理导出多孔功能梯度材料Timoshenko梁在热环境中转动时横向自由振动的控制微分方程并进行无量纲化处理.应用微分变换法(DTM)对无量... 对于孔隙均匀分布的多孔功能梯度材料梁模型,考虑材料的温度依赖性质并确定梁的物理中面,利用Hamilton原理导出多孔功能梯度材料Timoshenko梁在热环境中转动时横向自由振动的控制微分方程并进行无量纲化处理.应用微分变换法(DTM)对无量纲控制微分方程及其边界条件进行变换,得到包含无量纲固有频率的等价代数特征方程.计算出热环境中多孔功能梯度材料转动Timoshenko梁在固支-固支(C-C)、固支-简支(C-S)、简支-简支(S-S)和固支-自由(C-F)四种边界条件下横向自由振动的固有频率.将其退化所得无量纲固有频率与已有文献的计算结果进行对照,验证了有效性和正确性.分析了边界条件、孔隙率、转速、温度、细长比和梯度指数对转动多孔功能梯度材料Timoshenko梁自振频率的影响. 展开更多
关键词 多孔功能梯度材料 timoshenko 转动 孔隙率 自由振动 固有频率 微分变换法(DTM)
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基于改进AMDM的变截面Timoshenko梁的自由振动分析
3
作者 姚东辉 任勇生 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期89-100,共12页
梁的自由振动问题通常可以归结为对运动偏微分方程的求解。修正的Admoian分解法(Adomian modified decomposition method,AMDM)是一种精度较高的求解偏微分方程近似解析解的数学方法,但其计算精度取决于收敛域,在求解横截面尺寸随位置... 梁的自由振动问题通常可以归结为对运动偏微分方程的求解。修正的Admoian分解法(Adomian modified decomposition method,AMDM)是一种精度较高的求解偏微分方程近似解析解的数学方法,但其计算精度取决于收敛域,在求解横截面尺寸随位置线性或非线性变化的非均匀Timoshenko梁的振动问题时收敛性较差。为了改进收敛性,将振动方程中与截面形状相关的项分离出来,根据形状相关项Taylor展开式的收敛情况将梁分割成若干小段,分别对每个小段应用AMDM,最后通过给定的边界条件求解固有频率。上述改进AMDM为求解截面尺寸非线性变化的Timoshenko梁的振动问题提供了一种通用方法。该研究分析了悬臂梁边界条件下梁的锥度、形状函数的幂次等参数对收敛性和固有频率的影响。通过与有限元仿真的对比,验证了方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 变截面 timoshenko 改进修正的Admoian分解法(AMDM) 形状函数 固有频率
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黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向自振特性分析
4
作者 柳伟 汪过兵 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期604-611,共8页
为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不... 为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不等跨)连续修正Timoshenko梁与单跨修正Timoshenko梁自振特性之间的联系与区别。结果表明:对于黏弹性四参数地基上的修正Timoshenko梁,单跨梁的各阶自振频率小于两跨连续梁的各阶自振频率,单跨梁的偶数阶自振频率和衰减系数与两等跨连续梁的奇数阶自振频率和衰减系数相同,不等跨两跨连续梁奇数阶自振频率小于两等跨连续梁奇数阶自振频率;两等跨连续修正Timoshenko梁的偶数阶振型关于跨中支座对称,奇数阶振型关于跨中支座反对称。 展开更多
关键词 黏弹性四参数地基 两跨连续修正timoshenko 回传射线矩阵法 横向振动 模态
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弹性地基上转动功能梯度材料Timoshenko梁自由振动的微分变换法求解 被引量:10
5
作者 滕兆春 昌博 付小华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1147-1152,共6页
基于Timoshenko梁理论研究弹性地基上转动功能梯度材料(FGM)梁的自由振动。首先确定功能梯度材料Timoshenko梁的物理中面,利用广义Hamilton原理推导出该梁在弹性地基上转动时横向自由振动的两个控制微分方程。其次采用微分变换法(DTM)... 基于Timoshenko梁理论研究弹性地基上转动功能梯度材料(FGM)梁的自由振动。首先确定功能梯度材料Timoshenko梁的物理中面,利用广义Hamilton原理推导出该梁在弹性地基上转动时横向自由振动的两个控制微分方程。其次采用微分变换法(DTM)对控制微分方程及其边界条件进行变换,计算了弹性地基上转动功能梯度材料Timoshenko梁在夹紧-夹紧、夹紧-简支和夹紧-自由三种不同边界条件下横向自由振动的量纲一固有频率,与已有文献的计算结果进行比较,退化后结果一致。最后讨论了不同边界条件、转速、弹性地基模量和梯度指数对功能梯度材料Timoshenko梁自振频率的影响。结果表明:功能梯度材料Timoshenko梁的量纲一固有频率随量纲一转速和量纲一弹性地基模量的增大而增大;在量纲一转速和量纲一弹性地基模量一定的情况下,梁的量纲一固有频率随着功能梯度材料梯度指数的增大而减小。 展开更多
关键词 弹性地基 功能梯度材料 转动timoshenko梁 自由振动 微分变换法
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基于转动摩擦铰阻尼器的干式装配梁-柱节点抗震性能试验 被引量:1
6
作者 申允 夏成建 +1 位作者 陈强 王昊祥 《地震研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期105-113,共9页
基于转动摩擦铰阻尼器(RFHD),提出了转动摩擦耗能干式装配梁-柱节点(DRFDBJ)。为了验证DRFDBJ结构对于实现预期力学性能的可行性和合理性,以施加在摩擦片表面的螺栓预紧力(P_(c))为变量,开展了2个工况下的DRFDBJ试件低周往复拟静力试验... 基于转动摩擦铰阻尼器(RFHD),提出了转动摩擦耗能干式装配梁-柱节点(DRFDBJ)。为了验证DRFDBJ结构对于实现预期力学性能的可行性和合理性,以施加在摩擦片表面的螺栓预紧力(P_(c))为变量,开展了2个工况下的DRFDBJ试件低周往复拟静力试验研究。结果表明:DRFDBJ结构的力学性能主要由RFHD提供并控制,试验中节点呈现了稳定的承载力和理想的变形、耗能能力,并实现了预期的损伤集中;2个不同P_(c)水准下节点承载力的试验值与理论值误差不超过5%,通过调整P_(c)可实现节点承载力的调控,为DRFDBJ结构承载力的可调控提供了支撑。 展开更多
关键词 装配式框架结构 干式装配-柱节点 转动摩擦阻尼器 摩擦阻尼器
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偏心效应下大范围转动弹性梁振动特性分析
7
作者 赵磊 闫照方 +1 位作者 赵新华 刘培昌 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期78-85,共8页
计及转子偏心效应,借助转子动力学理论,应用Galerkin法和Hamilton原理建立电机-弹性梁系统动力学模型;采用Runge-Kutta法实现动力学解耦,解析不同速度下大范围转动弹性梁的动力学特性,对比分析电机转子动偏心、静偏心与转动梁振动特性... 计及转子偏心效应,借助转子动力学理论,应用Galerkin法和Hamilton原理建立电机-弹性梁系统动力学模型;采用Runge-Kutta法实现动力学解耦,解析不同速度下大范围转动弹性梁的动力学特性,对比分析电机转子动偏心、静偏心与转动梁振动特性的耦合关系。研究结果表明:转子动偏心与系统动力学响应呈现强耦合,动偏心距达到0.5 mm时,转动梁振幅高达2 mm;而静偏心距由0 mm增至0.5 mm时,其振幅均为0.178 mm,后续研究可忽略静偏心因素;随着角速度提高至150 rad/s时,在转子动偏心的作用下,弹性梁振动由周期振动变为非周期振动,也是该类机构高速下呈现不同程度的突发性或间歇性振动的主要原因之一。 展开更多
关键词 大范围转动 弹性 动偏心 静偏心 动静混合偏心
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基于Timoshenko梁的双液浆施工盾构隧道施工期上浮分析
8
作者 秦楠 单晓波 +2 位作者 武文清 李苗 柳献 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期19-25,共7页
为了验证双液浆对于管片上浮控制的有效性,本文将盾构隧道等效为Timoshenko梁,并结合双液浆浆液试验、盾尾刷压缩试验及现场荷载试验,利用有限差分法计算了管片上浮量,并分析了浆液未凝固长度、等效抗剪刚度、等效抗弯刚度对管片上浮及... 为了验证双液浆对于管片上浮控制的有效性,本文将盾构隧道等效为Timoshenko梁,并结合双液浆浆液试验、盾尾刷压缩试验及现场荷载试验,利用有限差分法计算了管片上浮量,并分析了浆液未凝固长度、等效抗剪刚度、等效抗弯刚度对管片上浮及内力的影响规律。研究结果表明:Timoshenko梁模型相比Euler-Bernoulli梁模型考虑了隧道的剪切变形,其计算结果相比现场实测数据误差仅为13%,管片上浮趋势也与实测结果相符;缩短浆液未凝固段长度、增大等效抗剪刚度可有效减小管片上浮量,而缩短浆液未凝固段长度不会使隧道弯矩及剪力增大,规避了纵向螺栓受力屈服的风险,为控制管片上浮的理想策略。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 timoshenko 弹性地基 上浮控制
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基于分层法的石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁动力特性有限元分析
9
作者 黄立新 周小云 滕靓媚 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期71-80,共10页
基于分层法对石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁的动力特性问题进行有限元分析。在有限元建模过程中,首先将Timoshenko梁沿厚度方向分成若干层,然后利用改进的Halpin-Tsai细观力学模型计算各层的弹性模量,相应的泊松比和密度则根据混合率... 基于分层法对石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁的动力特性问题进行有限元分析。在有限元建模过程中,首先将Timoshenko梁沿厚度方向分成若干层,然后利用改进的Halpin-Tsai细观力学模型计算各层的弹性模量,相应的泊松比和密度则根据混合率法则进行计算,最后对各层均采用4节点四边形板单元离散。通过数值算例分析分层数和单元尺寸比例的合理性,探究石墨烯片的分布形式、质量含量、几何形状和尺寸等因素对Timoshenko梁动力特性的影响。结果表明,添加少量的石墨烯能显著提高Timoshenko梁自由振动的频率,尤其在梁的上下部位分布较多正方形石墨烯片时效果最佳。随着石墨烯片长厚比的增加,Timoshenko梁的自由振动基频不断增大。当石墨烯片长厚比超过1 000之后,梁的基频变化不明显。 展开更多
关键词 石墨烯 功能梯度timoshenko 有限元法 动力特性
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基于传递矩阵法的Timoshenko裂纹梁自振特性分析 被引量:1
10
作者 王亚波 马乾瑛 吴宗欢 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期909-914,共6页
首先基于传递矩阵法,将裂纹截面假定一无质量扭转弹簧,通过扭转弹簧建立起各段子梁在裂纹截面处的矩阵传递关系,推导出含任意裂纹Timoshenko梁及无裂纹Timoshenko梁的传递矩阵,引入边界条件简化矩阵方程,并利用Matlab对方程进行求解。... 首先基于传递矩阵法,将裂纹截面假定一无质量扭转弹簧,通过扭转弹簧建立起各段子梁在裂纹截面处的矩阵传递关系,推导出含任意裂纹Timoshenko梁及无裂纹Timoshenko梁的传递矩阵,引入边界条件简化矩阵方程,并利用Matlab对方程进行求解。其次讨论了裂纹位置和相对深度对单裂纹简支梁自振频率的影响,与文献结果进行对比,误差最多不超过1%;然后通过ABAQUS建立悬臂梁及两端固支梁有限元模型,分析相对裂纹深度对自振频率的影响,计算结果与有限元结果进行对比,误差不超过3.86%;最后研究了不同跨高比下相对裂纹深度对Timoshenko简支梁自振频率的影响,计算结果与文献最大误差为4.56%,验证了本文方法的有效性及适用性。 展开更多
关键词 传递矩阵法 timoshenko裂纹 自振频率 MATLAB ABAQUS
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任意边界条件下Timoshenko梁及其修正理论的自振特性分析 被引量:1
11
作者 吴宗欢 马乾瑛 +2 位作者 王亚波 李冰冰 孙正 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期421-427,共7页
提出一种求解任意边界条件下经典Timoshenko梁以及修正Timoshenko梁自振频率和振型的新方法。利用改进的傅立叶级数消除传统傅立叶级数的边界不收敛问题,然后通过Rayleigh-Ritz法导出Timoshenko梁的拉格朗日泛函,根据Hamilton原理将原... 提出一种求解任意边界条件下经典Timoshenko梁以及修正Timoshenko梁自振频率和振型的新方法。利用改进的傅立叶级数消除传统傅立叶级数的边界不收敛问题,然后通过Rayleigh-Ritz法导出Timoshenko梁的拉格朗日泛函,根据Hamilton原理将原问题转化为求解矩阵广义特征值问题。通过与解析解对比,本文采用的方法具有较好的收敛性以及较高的计算精度;通过数值计算发现,经典Timoshenko梁的自振频率略高于修正的Timoshenko梁,随着振型阶数的提高,经典Timoshenko梁的计算结果逐渐偏离文献解和有限元结果,而修正的Timoshenko梁能够保持较好的一致性;对于不同边界条件下修正Timoshenko梁的计算结果均能与有限元的计算结果吻合得很好。最后运用MATLAB编程软件将程序设计为App,对于不同情形的梁只需要修改参数即可,可为实际工程提供高效便捷的计算方案和可靠理论依据。 展开更多
关键词 边界条件 自振频率 修正timoshenko Rayleigh-Ritz法 APP设计
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基于双参数地基Timoshenko梁的轻型桥台弯曲分析
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作者 夏桂云 刘洪 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期167-176,共10页
建立了轻型桥台自身平面内弯曲分析的双参数地基Timoshenko梁模型,简要讨论了其退化形式和适应性能.基于微分方程的初参数解,建立了双参数地基Timoshenko梁的传递矩阵法;基于Timoshenko梁单元的位移插值函数,建立了双参数地基Timoshenk... 建立了轻型桥台自身平面内弯曲分析的双参数地基Timoshenko梁模型,简要讨论了其退化形式和适应性能.基于微分方程的初参数解,建立了双参数地基Timoshenko梁的传递矩阵法;基于Timoshenko梁单元的位移插值函数,建立了双参数地基Timoshenko梁有限元列式.通过算例分析,发现轻型桥台自身平面内弯曲存在最大弯矩位于对称中心和偏离对称中心两种情况;利用ANSYS空间有限元模型对此现象进行了验证.讨论了桥台变形和内力随桥台襟边宽度和地基不均匀的变化规律.鉴于轻型桥台自身平面内弯曲存在最大弯矩偏离对称中心且比对称中心截面弯矩大、对称中心截面弯矩是局部最小值的可能现象,建议教材《桥梁工程》和专业文献摈弃以对称中心截面弯矩作为最大值的简化设计计算方法,对计算理论进行补充和完善.地基不均匀显著影响桥台的变形和内力,简单地取最软或最硬地基参数进行桥台弯曲分析不能得到最大内力值,不是安全的设计计算方法. 展开更多
关键词 轻型桥台 弯曲分析 双参数地基 timoshenko 剪切变形
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转子偏心效应下大范围转动弹性梁外激励非线性动力学行为与振动机制
13
作者 赵磊 翟冉 +1 位作者 闫照方 矫立宽 《机床与液压》 北大核心 2024年第7期6-14,共9页
为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用... 为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用时、频域分析法解析转子偏心效应下弹性梁的振动机制以及外激励下的频谱响应特性。研究结果表明:外激励响应在转子偏心效应下会衍生新的低频谐波分量,转速和激励幅值的增加会导致频域内多个低频谐波分量高于主振,易引发不同程度的间歇性振动;外激励频率提高会引起频域谱峰后移,数值仿真5~35 Hz频段的外激励,当频率为25 Hz时其低频谐波分量是主振幅值的2倍,高达0.181 mm,进而呈现明显的外激励突发性激振。因此,借助时、频域分析可有效解析具有随机性的间歇性或突发性振动产生机制,可为大型旋转柔性机械的动力学优化设计提供重要的理论基础和数据支持。 展开更多
关键词 大范围转动弹性 刚-柔耦合动力学模型 转子偏心效应 外激励 振动机制
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考虑接头非线性转动效应的盾构隧道纵向变形简化解
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作者 张志伟 郑刚 +4 位作者 程雪松 梁荣柱 杨海滨 赵静 仲志武 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1583-1594,共12页
纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能... 纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能和环间螺栓弹塑性行为,基于严格的隧道横断面椭圆参数方程推导其环缝分别处于弱拉弯、纯弯和压弯状态下的环间接头转动刚度计算公式;其次将盾构隧道沿纵向简化为一系列由非线性转动弹簧和线性剪切弹簧连接而成的Timoshenko短梁,同时采用沿隧道外壁均匀分布的法向和切向Winkler地基弹簧模拟土-隧道相互作用;然后借助状态空间法推导外荷载作用下盾构隧道纵向不连续位移解答,并提出轴向压力作用下隧道纵向变形迭代求解流程;最后通过对比已有理论方法和某基坑开挖引发下方盾构隧道纵向变形工程的实测结果验证所提方法的合理性,并基于某地表堆载诱发盾构隧道纵向变形的工程案例研究纵向轴力和横向刚度对隧道纵向变形的影响。研究结果表明:盾构隧道环间螺栓屈服会显著增大接头张开量和环缝的受拉面积;轴向压力的施加能够显著降低隧道因基坑卸荷引发的纵向位移、接头张开和环间错台变形。参数分析表明:随着纵向轴力由拉力增加为压力,既有隧道最大纵向位移和最大截面转角均逐渐减小,且减小速率先增大后减小,而最大接头张开量近似线性减小;既有隧道横向刚度的降低会导致其纵向位移和接头张开量的显著增加以及环间错台量的略微减小。 展开更多
关键词 盾构隧道 环间接头 非线性转动效应 纵向-弹簧模型 状态空间法
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Reissner能量方程视角下的改进Timoshenko梁动力学方程及其在轴力识别中的应用
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作者 郭鑫 魏达 +1 位作者 姚亚东 李东升 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1723-1730,共8页
在轴力识别中,动力测试法建立在杆件振动理论的基础上,因此杆件的振动方程决定了轴力识别的结果。为提高杆件轴力识别的精度,从能量角度出发,推导出轴力作用下Timoshenko梁的自由振动方程。引入缩聚假设,建立了Timoshenko梁关于位移、... 在轴力识别中,动力测试法建立在杆件振动理论的基础上,因此杆件的振动方程决定了轴力识别的结果。为提高杆件轴力识别的精度,从能量角度出发,推导出轴力作用下Timoshenko梁的自由振动方程。引入缩聚假设,建立了Timoshenko梁关于位移、应力和轴力的Ressiner能量方程;使用极值定理,求得平面梁的运动和应力的平衡方程,化简上述平衡方程得到轴力作用下Timoshenko梁自由振动的方程,发现与经典结构动力学方程相比,所提出的方程多出与轴力和剪切效应有关的两项。使用本文推导的方程分别从数值模拟和试验研究两个方面对杆件进行轴力识别,发现与传统的识别方法相比精度有较大的提高,验证了其正确性和适用性。 展开更多
关键词 timoshenko 自由振动 模态分析 轴力识别
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黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁横向自振特性分析
16
作者 柳伟 汪过兵 +1 位作者 赵志鹏 赵晓军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1330-1338,共9页
基于修正Timoshenko梁理论,建立黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的横向振动控制方程,运用回传射线矩阵法推导出黏弹性Pasternak地基上两端简支修正Timoshenko梁自振频率和衰减系数的解析解,结合二分法和黄金分割法计算了经典边... 基于修正Timoshenko梁理论,建立黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的横向振动控制方程,运用回传射线矩阵法推导出黏弹性Pasternak地基上两端简支修正Timoshenko梁自振频率和衰减系数的解析解,结合二分法和黄金分割法计算了经典边界条件下黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的自振特性,对比分析了考虑剪切变形引起的转动惯量、梁长及不同的边界条件对结构自振特性的影响。研究表明:黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的各阶自振频率和衰减系数小于经典Timoshenko梁的各阶自振频率和衰减系数;梁越短,剪切变形引起的转动惯量对结构自振频率和衰减系数的影响越大,且对高阶的影响明显大于低阶;边界约束条件越强,振动能量衰减越明显。 展开更多
关键词 黏弹性Pasternak地基 修正timoshenko 回传射线矩阵法 解析解 边界条件
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基于振动功率流的CRTSⅡ型无砟轨道-桥梁夹层结构损伤识别方法及其应用
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作者 郭文杰 孟尧尧 +1 位作者 冯玉林 何彬彬 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期125-133,共9页
针对高速铁路线桥长期服役后的损伤及疲劳断裂问题,提出一种基于振动功率流的CRTSⅡ型无砟轨道-桥梁夹层结构损伤识别方法。建立多跨纵连轨道-主梁-支座-桥墩一体模型,基于Timoshenko梁理论,采用改进傅里叶级数作为位移函数,建立系统层... 针对高速铁路线桥长期服役后的损伤及疲劳断裂问题,提出一种基于振动功率流的CRTSⅡ型无砟轨道-桥梁夹层结构损伤识别方法。建立多跨纵连轨道-主梁-支座-桥墩一体模型,基于Timoshenko梁理论,采用改进傅里叶级数作为位移函数,建立系统层间构件能量方程,结合Rayleigh-Ritz法和Hamilton原理,推导出轨道桥在竖向和纵向振动下的自振频率计算公式,算例结果与有限元吻合良好。考虑位移传递率对系统损伤识别和定位效果较为一般,引入振动功率流法作为识别依据,分别分析不同构件刚度退化、层间构件损伤下系统输入、输出功率流变化曲线,以及系统存在损伤且考虑层间弹簧阻尼下功率流变化曲线。结果表明,一体模型与有限元模型的前100阶自振频率结果误差在5%以内,验证了理论计算方法的正确性;损伤结构输入、输出功率流围绕系统无损情况下的输入、输出功率流上下波动,钢轨刚度退化下的输出功率流在100 Hz及更高频范围内较无损情况下波动较为明显;考虑层间弹簧阻尼对砂浆离缝状态下的功率流变化曲线影响主要集中在100~200 Hz频段内;依据响应点输出功率流值在一定频率段是否发生突变可初步地判定此位置的损伤情况。 展开更多
关键词 能量法 损伤 timoshenko 振动功率流 轨道-桥系统
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圆形夹芯结构空心梁弯曲与自由振动分析
18
作者 吴晓 肖珍 明勇 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1839-1850,共12页
为解决圆形夹芯结构空心梁弯曲挠度及自振基频的求解问题。基于高阶剪切变形理论,根据圆形夹芯结构空心梁几何方程、静力平衡方程以及边界条件推导了梁挠曲线通用方程,得出了均布载荷作用下两端简支、一端简支一端固支、两端固支、悬臂... 为解决圆形夹芯结构空心梁弯曲挠度及自振基频的求解问题。基于高阶剪切变形理论,根据圆形夹芯结构空心梁几何方程、静力平衡方程以及边界条件推导了梁挠曲线通用方程,得出了均布载荷作用下两端简支、一端简支一端固支、两端固支、悬臂这4种约束条件下的挠曲线方程。利用Galerkin原理,推导了这4种约束条件下的圆形夹芯结构空心梁自振基频表达式。运用相关算例讨论了高阶剪切变形理论求解圆形夹芯结构空心梁挠度和自振基频的计算精度,并分析了剪切变形和转动惯量的影响。研究结果表明:高阶剪切变形理论计算结果与有限元法计算结果基本一致,说明本方法在求解圆形夹芯结构空心梁弯曲和自由振动时具有较高的计算精度;随着跨径比的减小,剪切变形对圆形夹芯结构空心梁挠度和自振基频的影响均呈增大的趋势;在不同约束条件下,其影响效应也不一致。相对于剪切变形的影响,转动惯量对圆形夹芯结构空心梁自振基频的影响可忽略不计,但当跨径比小于或等于5时,应考虑转动惯量的影响。研究结果为求解夹芯空心梁挠度和自振基频问题提供了一种更为简便的方法,便于程式化和推广应用。 展开更多
关键词 圆形夹芯结构空心 弯曲挠度 自振基频 高阶剪切 剪切效应 转动惯量
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Timoshenko梁运动方程的修正及其影响 被引量:56
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作者 陈镕 万春风 +1 位作者 薛松涛 唐和生 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期711-715,共5页
在Timoshenko梁的基础上,考虑剪切变形所引起的转动惯量,对传统的Timoshenko梁的运动方程进行了修正,分析了这种修正对梁的运动特性所带来的影响,并论证了Timoshenko梁实际上只存在一个相速度系,一个群速度系,以及一个固有频谱.这种修... 在Timoshenko梁的基础上,考虑剪切变形所引起的转动惯量,对传统的Timoshenko梁的运动方程进行了修正,分析了这种修正对梁的运动特性所带来的影响,并论证了Timoshenko梁实际上只存在一个相速度系,一个群速度系,以及一个固有频谱.这种修正在低频段影响很小,而在高频段影响比较显著,因此在诸如冲击等高频影响占重要地位的动力分析中必须加以考虑. 展开更多
关键词 修正timoshenko 运动方程 波速 群速度 固有频率
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无约束修正Timoshenko梁的冲击问题 被引量:10
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作者 陈镕 万春风 +1 位作者 薛松涛 唐和生 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期262-269,共8页
介绍了修正后的Timoshenko梁运动方程,并比较了修正Timoshenko梁与经典Timoshenko梁的运动方程.推导了考虑剪切变形引起的转动惯量的修正Timoshenko梁的正交条件,推导了集中质量对无约束修正 Timoshenko梁的正碰撞对梁所引起的瞬态冲... 介绍了修正后的Timoshenko梁运动方程,并比较了修正Timoshenko梁与经典Timoshenko梁的运动方程.推导了考虑剪切变形引起的转动惯量的修正Timoshenko梁的正交条件,推导了集中质量对无约束修正 Timoshenko梁的正碰撞对梁所引起的瞬态冲击响应公式,并用算例进行了分析,且与集中质量对经典的无约束Timoshenko梁的正碰撞对梁所引起的冲击响应进行了比较,另外还用算例分析了梁的刚度的变化和冲击质量比对其冲击响应产生的影响. 展开更多
关键词 无约束 修正timoshenko 剪切变形 转动惯量 正交条件 冲击响应
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