考虑畸变与扭转耦合变形的箱梁偏载效应分析

1

作者 刘泽翔 张元海 《兰州交通大学学报》 2025年第1期114-120,共7页

为全面分析偏载对薄壁箱梁的应力放大效应,给出一种考虑畸变及其与扭转耦合变形的应力放大系数计算方法。基于广义坐标法的变形假设,根据虚位移原理推导复合变形控制微分方程组,给出变形状态向量的初参数解与应力放大系数计算式。采用... 为全面分析偏载对薄壁箱梁的应力放大效应,给出一种考虑畸变及其与扭转耦合变形的应力放大系数计算方法。基于广义坐标法的变形假设,根据虚位移原理推导复合变形控制微分方程组,给出变形状态向量的初参数解与应力放大系数计算式。采用简支钢箱梁算例验证理论方法的正确性。结果表明:简支钢箱梁承受车道偏载时,顶板正应力和腹板剪应力的应力放大系数沿纵向从支座到跨中先衰减后增大,扭转、畸变耦合变形应力对弯曲应力的放大效应在跨中最明显,跨中腹板中点的剪应力放大系数为2.00。顶板翘曲正应力对弯曲正应力的放大效应与该点至顶板中点的距离正相关。薄壁箱梁的偏载效应分析应考虑畸变的应力放大效应也不可忽视其与扭转的耦合影响。 展开更多

关键词 薄壁箱梁 广义坐标法 初参数解 偏载效应 应力放大系数

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基于RPC的光储接入牵引供电系统协调控制方法 被引量：2

2

作者 陈维荣 王小雨 +4 位作者 韩莹 臧治 李奇 沈文杰 许程鹏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页

为将光伏发电接入牵引供电系统进行有效利用,同时兼顾牵引供电系统电能质量改善及列车再生制动能量回收利用,提出了一种基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电系统的协调控制方法.首先,搭建基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供... 为将光伏发电接入牵引供电系统进行有效利用,同时兼顾牵引供电系统电能质量改善及列车再生制动能量回收利用,提出了一种基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电系统的协调控制方法.首先,搭建基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电拓扑结构,并对其电能质量补偿机理进行理论分析;在此基础上,充分考虑光储系统的运行条件以及列车牵引、制动、空载或惰行工况,提出光储系统接入牵引供电的联合协调控制方法,实现了“光+储+荷”三者间的协调控制、牵引供电系统负序的动态补偿以及谐波的有效抑制;在RT-Lab实时仿真系统中建立了基于铁路功率调节器的光伏接入牵引供电系统仿真模型,并结合实际光照和牵引工况数据验证本文所提出的系统结构以及协调控制方法的有效性.结果表明:本文所提出的系统结构以及协调控制方法能够实现牵引供电系统中光储系统的有效接入,再生制动能量回收率提升至86.7%,功率因数提升6.4%,对谐波特别是高次谐波含有率有较大改善,满足光伏电能高效消纳及综合利用、电能质量动态综合补偿、再生制动能量回收多重需求. 展开更多

关键词 铁路功率调节器 光储发电系统 牵引供电系统 协调控制方法 电能质量 电能分配

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基于改进广义坐标法的箱梁反对称变形效应分析 被引量：1

3

作者 刘泽翔 张元海 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1193-1200,共8页

为分析箱梁的反对称变形效应,考虑扭转与畸变的耦合影响,给出一种分析箱梁反对称变形效应的解析法.考虑悬臂板的影响,基于广义坐标法的变形假定合理假设位移模式,根据势能驻值原理推导变形控制微分方程并给出变形状态向量的初参数解.采... 为分析箱梁的反对称变形效应,考虑扭转与畸变的耦合影响,给出一种分析箱梁反对称变形效应的解析法.考虑悬臂板的影响,基于广义坐标法的变形假定合理假设位移模式,根据势能驻值原理推导变形控制微分方程并给出变形状态向量的初参数解.采用简支箱梁算例验证了理论方法的合理性.结果表明:畸变内力矩在荷载作用截面发生突变,梁高变化对畸变内力矩的支座处量值有显著影响;跨中截面底板角点的畸变、扭转翘曲正应力量值比为5.51,畸变翘曲正应力占主导地位,但扭转翘曲正应力也不可忽视;按耦合变形计算的跨中截面扭转角相比扭转理论结果减小了13.37%;与独立计算扭转和畸变,再将应力结果相加的方法相比,按耦合变形计算的顶板翘曲正应力偏安全,2种方法计算的底板翘曲正应力接近. 展开更多

关键词 薄壁箱梁 耦合变形 反对称变形效应 广义坐标法 初参数解

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薄壁箱梁广义坐标法刚度矩阵的推导及应用 被引量：6

4

作者 韦芳芳 吴京 +2 位作者 冯健 吕志涛 吴胜兴 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期693-697,共5页

在符拉索夫广义坐标法初参数方程的基础上,推导出可用于均布扭转荷载作用下薄壁箱梁翘曲分析的刚度矩阵,该刚度矩阵具有较高的单元精度,可用于由较多薄壁箱梁组成的复杂结构的整体有限元分析。通过对广义坐标法刚度矩阵和乌曼斯基理论... 在符拉索夫广义坐标法初参数方程的基础上,推导出可用于均布扭转荷载作用下薄壁箱梁翘曲分析的刚度矩阵,该刚度矩阵具有较高的单元精度,可用于由较多薄壁箱梁组成的复杂结构的整体有限元分析。通过对广义坐标法刚度矩阵和乌曼斯基理论、修正乌曼斯基理论求得薄壁箱梁的位移和应力进行分析比较,为各方法在实际工程中的应用提供一定的参考。 展开更多

关键词 薄壁箱梁 广义坐标法 约束扭转 有限元方法

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一般曲线坐标系平面二维水沙数学模型研究与应用 被引量：31

5

作者 谢作涛 张小峰 +2 位作者 袁晶 许全喜 杨芳丽 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2005年第6期58-64,共7页

对笛卡尔坐标系下控制方程进行坐标变换,采用控制体积法与SIMPLE算法对方程进行离散和求解,建立了一般曲线坐标系平面二维全沙模型。模型控制方程离散时物理量布置采用同位网格,避免了采用交错网格时所需的大量插值计算,提高了计算效率... 对笛卡尔坐标系下控制方程进行坐标变换,采用控制体积法与SIMPLE算法对方程进行离散和求解,建立了一般曲线坐标系平面二维全沙模型。模型控制方程离散时物理量布置采用同位网格,避免了采用交错网格时所需的大量插值计算,提高了计算效率。模型较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。通过长江沙市河段1996年至2001年实测水沙资料对模型进行了较系统的验证,计算结果表明模型能够较合理反映天然河道水沙运动及河床变形规律。 展开更多

关键词 一般曲线坐标系 同位网格 控制体积法 SIMPLE算法

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含分数阻尼特性元件的多体系统动力学研究 被引量：6

6

作者 田强 张云清 +1 位作者 陈立平 覃刚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期920-928,共9页

在绝对节点坐标体系下研究了具有分数导数阻尼特性元件的多体系统动力学建模、求解问题。采用基于绝对节点坐标的无闭锁效应剪变梁单元离散柔性构件,建立了含常数质量矩阵的系统动力学方程,并采用数值耗散可控的广义a方法求解。通过数... 在绝对节点坐标体系下研究了具有分数导数阻尼特性元件的多体系统动力学建模、求解问题。采用基于绝对节点坐标的无闭锁效应剪变梁单元离散柔性构件,建立了含常数质量矩阵的系统动力学方程,并采用数值耗散可控的广义a方法求解。通过数值算例计算,对比研究了算法参数与阻尼项的分数指数对系统动力学响应的影响规律。该方法可以进一步扩展到众多工程实际问题研究中。 展开更多

关键词 绝对节点坐标 分数导数 广义a方法 数值耗散 多体系统

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风振响应计算的新方法——广义坐标合成法 被引量：6

7

作者 陈凯 符龙彪 +1 位作者 钱基宏 金新阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期172-178,共7页

风振响应通常根据激励的功率谱矩阵,采用完全二次型组合(CQC)或其改进算法进行计算。但对于已由风洞试验给出激励时程的结构而言,采用广义坐标合成法(GCS)可获得更高的计算效率和更快的计算速度。该方法利用单自由度广义坐标方程的频域... 风振响应通常根据激励的功率谱矩阵,采用完全二次型组合(CQC)或其改进算法进行计算。但对于已由风洞试验给出激励时程的结构而言,采用广义坐标合成法(GCS)可获得更高的计算效率和更快的计算速度。该方法利用单自由度广义坐标方程的频域数值解法,求解广义坐标时程,进而根据振型叠加法得出响应时程或响应方差。对于加速度响应,首先计算广义坐标的加速度时程,然后再叠加。求解响应方差时,GCS的计算量和计算规模通常不到CQC改进算法的1/10,而计算结果与CQC方法完全等价。该方法的另一突出优点是可方便的得到响应时程,这为开展响应构成和概率特性的研究创造了有利条件。通过两个典型算例阐述了该方法地具体应用,证明该方法具有高效、快速、准确的特点。 展开更多

关键词 风振响应 完全二次型组合法 虚拟激励法 谐波激励法 广义坐标合成法

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超高层建筑三维风振的时域分析方法研究 被引量：10

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作者 陈凯 肖从真 +2 位作者 金新阳 符龙彪 王立长 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1-9,共9页

以436m高的大连国贸中心大厦为例,着重介绍通过时域分析确定超高层建筑三维等效静风荷载的方法。首先结合风洞测压试验,采用广义坐标合成法和等效风振力法得出各层的位移响应时程和等效荷载时程。然后根据极值统计理论和相关分析确定等... 以436m高的大连国贸中心大厦为例,着重介绍通过时域分析确定超高层建筑三维等效静风荷载的方法。首先结合风洞测压试验,采用广义坐标合成法和等效风振力法得出各层的位移响应时程和等效荷载时程。然后根据极值统计理论和相关分析确定等效目标,在等效荷载时程中与目标最匹配的值即可作为等效静风荷载。由此得出的各层荷载自动包含了不同方向的组合以及荷载空间相关性,不但可实现等效目标,其他相关响应通常也可达到最大值。由于采用了高效的广义坐标合成法,该时域分析方法在精度相同的前提下,计算量比传统的频域完全二次型组合(CQC)算法还要小。对大连国贸中心大厦的计算分析验证了该方法的有效性。分析结果表明大厦的横风向振动非常显著,在小角度斜吹的情况下,弱轴方向将由于强烈的横风向振动出现响应与荷载的最大值。 展开更多

关键词 超高层建筑 等效静风荷载 广义坐标合成法 时域分析 等效风振力

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随机振动问题的广义坐标合成法 被引量：7

9

作者 陈凯 钱基宏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期171-177,共7页

工程中的随机振动分析多采用完全二次型组合法(CQC)及其改进算法,如虚拟激励法(PEM)和谐波激励法(HEM)。广义坐标合成法(GCS)提出了一种计算随机响应的新思路,其基本原理是将物理空间的计算转移到自由度较小的振型空间进行,从而缩减了... 工程中的随机振动分析多采用完全二次型组合法(CQC)及其改进算法,如虚拟激励法(PEM)和谐波激励法(HEM)。广义坐标合成法(GCS)提出了一种计算随机响应的新思路,其基本原理是将物理空间的计算转移到自由度较小的振型空间进行,从而缩减了计算量和计算规模。对于较大规模结构体系的随机振动问题,GCS方法计算响应协方差矩阵的计算量只相当于PEM的2r/sT,其中s、r和T分别为激励功率谱矩阵的秩、振型总数和离散频率点数。此外,对于给定激励时程的问题,由于GCS方法直接求解广义坐标运动方程,因而可以方便得出响应时程。通过对几种方法的详细对比,说明对于大多数只需要求解响应方差的随机振动问题,GCS是最优的计算方法。PEM只有在s<r且必须求得响应功率谱的条件下才能获得较高的计算效率,而HEM实际上等同于s=1的PEM。 展开更多

关键词 随机振动 完全二次型组合 广义坐标合成法 虚拟激励法 谐波激励法

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基于翘曲切向位移模式的矩形箱梁剪力滞效应分析 被引量：3

10

作者 张玉元 张元海 张慧 《铁道学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期157-162,共6页

为了研究框架切向位移对矩形箱梁剪力滞效应的影响,在绘制横截面切向位移分布图的基础上,采用广义坐标法定义了箱梁的翘曲切向位移模式及其箱室沿中面的分布函数,选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,运用能量变分法建立考虑切向位... 为了研究框架切向位移对矩形箱梁剪力滞效应的影响,在绘制横截面切向位移分布图的基础上,采用广义坐标法定义了箱梁的翘曲切向位移模式及其箱室沿中面的分布函数,选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,运用能量变分法建立考虑切向位移影响的矩形箱梁剪力滞效应解析理论。均布荷载作用下简支和悬臂箱梁算例分析表明:考虑切向位移的计算结果与有限元数值解吻合更好;考虑切向位移时简支和悬臂箱梁跨中截面顶板肋处的剪力滞系数计算精度增加了6.03%和7.31%,简支箱梁跨中截面和悬臂箱梁自由端处的附加挠度减小了57.78%和55.49%。 展开更多

关键词 矩形箱梁 剪力滞效应 切向位移模式 广义坐标法 能量变分法

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运动学中点的合成运动分析方法 被引量：3

11

作者 孙毅 陈立群 《力学与实践》 北大核心 2023年第4期881-885,共5页

本文就运动学中点的合成运动分析方法进行了梳理与研讨。采用广义坐标方法推导了动参考系作一般运动下点的速度与加速度合成公式,并与教材中的表达式进行了对比。此外还采用本文提出的基于牵连点运动的分析方法,对点的合成运动进行了详... 本文就运动学中点的合成运动分析方法进行了梳理与研讨。采用广义坐标方法推导了动参考系作一般运动下点的速度与加速度合成公式,并与教材中的表达式进行了对比。此外还采用本文提出的基于牵连点运动的分析方法,对点的合成运动进行了详细的研究,并重点讨论了两种分析方法的特点与应用。 展开更多

关键词 点的合成运动 广义坐标方法 牵连点运动

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大范围运动柔性结构动力学离散方法比较研究 被引量：1

12

作者 王云 郑钢铁 《强度与环境》 2013年第3期1-9,共9页

关于大范围运动柔性结构的刚柔耦合特性的研究已经取得了很大进展,但是针对结构变形场离散方法的研究相对较少,采取合理的离散方法对柔性结构的研究具有举足轻重的作用。以单臂柔性机械臂为例,对大范围运动柔性结构动力学离散方法——... 关于大范围运动柔性结构的刚柔耦合特性的研究已经取得了很大进展,但是针对结构变形场离散方法的研究相对较少,采取合理的离散方法对柔性结构的研究具有举足轻重的作用。以单臂柔性机械臂为例,对大范围运动柔性结构动力学离散方法——假设模态法、有限元法和广义坐标法进行了归纳,并对在平面内运动的匀质和非匀质单臂柔性机械臂的动力学响应进行了计算,进而对各种离散方法进行了比较研究。 展开更多

关键词 柔性结构 动力学离散方法 假设模态法 有限元法 广义坐标法

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通用部分全局规划方法在多智能体协调控制中的应用

13

作者 杨煜普 黄新民 许晓鸣 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期435-438,共4页

针对多智能体系统分布式问题建立了智能体的简单模型，并对其进行了形式化描述，提出了多智能体系统的一种协调算法，即通用部分全局规划算法．在该协调算法的作用下，多智能体系统中各个智能体的局部规划／协调器对各自的行为进行规划... 针对多智能体系统分布式问题建立了智能体的简单模型，并对其进行了形式化描述，提出了多智能体系统的一种协调算法，即通用部分全局规划算法．在该协调算法的作用下，多智能体系统中各个智能体的局部规划／协调器对各自的行为进行规划，从而使整个系统相互协作，共同完成系统的全局任务．因此，它是一种全局协调算法．该算法并不局限于某个具体的应用领域，具有一定的通用性． 展开更多

关键词 多智能体系统 局部规划 协调控制 全局规划算法

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水中管道顺流舞动水弹性分析

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作者 张大朋 白勇 +1 位作者 刘科伟 朱克强 《石油工程建设》 2018年第2期30-33,共4页

海洋中蕴藏着大量的油气资源,为开发油气资源,需建设大量油气管道。海底管道在位运行的过程中,管道与海流、波浪等相互作用,会发生振动。提出了一种基于广义坐标法的水中管道顺流振动的分析模型,结合假设模态法,利用拉格朗日广义力的平... 海洋中蕴藏着大量的油气资源,为开发油气资源,需建设大量油气管道。海底管道在位运行的过程中,管道与海流、波浪等相互作用,会发生振动。提出了一种基于广义坐标法的水中管道顺流振动的分析模型,结合假设模态法,利用拉格朗日广义力的平衡方程,推导出水动力响应的计算公式并得到了管道振动的控制方程。模拟了水中管道顺流舞动的时间历程。分析了水中管道的结构设计的关键点,分析结果可为相关工程项目提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 管道 广义坐标法 振动 水弹性

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Maggi方程对约束机械系统动力学分析的应用

15

作者 袁士杰 吕哲勤 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第4期58-64,共7页

指出分析动力学的Maggi方程是约束机械系统动力学模型的各种缩减法的基础,分别用广义坐标分类法和奇异值分解法导出了约束机械系统嵌入约束的Maggi动力学方程。

关键词 约束机械系统 Maggi方程 动力学

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一般正交曲线坐标系中的降维时域有限差分法

16

作者 王建永 赵长青 张敏 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期17-19,共3页

相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠... 相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠定了基础。数值实验证实了这一方法的有效性。 展开更多

关键词 降维时域有限差分法(R-FDTD) 一般正交曲线坐标系(GOC) 存储量

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非笛卡儿张量分析在计算电磁学中的应用

17

作者 徐重光 《微波学报》 CSCD 北大核心 1994年第3期1-8,共8页

采用以非笛卡儿张量分析为基础的广义矩阵法,来推求任意曲线坐标系中计算电磁学的基本方程——Maxwell方程组,从而根据物理问题的边界几何形状,可以简便地导出选用的三维空间任意曲线坐标系中的解析式.本文提出了Maxwell方程组基本的、... 采用以非笛卡儿张量分析为基础的广义矩阵法,来推求任意曲线坐标系中计算电磁学的基本方程——Maxwell方程组,从而根据物理问题的边界几何形状,可以简便地导出选用的三维空间任意曲线坐标系中的解析式.本文提出了Maxwell方程组基本的、适用于任意坐标系的张量公式及广义矩阵公式,还揭示了推求正交或非正交的曲线坐标系中Maxwell方程组的示例.该法还可推广到求四维场的表达式等诸方面. 展开更多

关键词 广义矩阵法 计算电磁学 笛卡儿张量分析

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STATCOM与励磁-汽门开度控制的非线性协调变结构控制方法 被引量：4

18

作者 孙崧强 李鹏飞 +1 位作者 张蕾 王晓华 《西安工程大学学报》 CAS 2018年第5期581-589,共9页

针对发电机汽门调节系统、励磁系统与STATCOM在协调控制设计中所涉及的多系统暂态稳定性问题,给出了一种基于逆系统理论和自适应变结构控制的非线性协调控制方法.首先,建立了STATCOM、发电机励磁、汽轮机调门的非线性数学模型,利用动态... 针对发电机汽门调节系统、励磁系统与STATCOM在协调控制设计中所涉及的多系统暂态稳定性问题,给出了一种基于逆系统理论和自适应变结构控制的非线性协调控制方法.首先,建立了STATCOM、发电机励磁、汽轮机调门的非线性数学模型,利用动态逆系统方法对模型进行线性化解耦;然后,结合变结构控制理论设计出能改善系统动态性能的变结构控制器(VSCC,variable structure coordination controller);最后,通过幂次趋近律结合饱和函数设计新型趋近律来消除由于变结构自身所造成的抖振问题.仿真结果表明,所设计的VSCC相比于发电机励磁-汽轮机调门与STATCOM分开控制的遭受扰动后的响应时间短,能有效地提高系统的暂态性能. 展开更多

关键词 发电机励磁 汽轮机调门 STATCOM 逆系统法 变结构控制

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极坐标平面问题一般解的推证

19

作者 钱民刚 《北京建筑工程学院学报》 2005年第3期63-66,共4页

用分离变量法推导出极坐标弹性力学平面问题的一般解,给出了问题的解答全貌,为解决各种具体问题提供了理论基础.

关键词 分离变量法 极坐标 平面问题 一般解

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寄生参数提取中不协调有限元网格的分析 被引量：4

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作者 殷英 徐小宇 +2 位作者 闫帅 吕鹏飞 任卓翔 《电子设计工程》 2019年第1期9-13,共5页

纳米尺度的超大规模集成电路结构复杂,对集成电路设计带来巨大的挑战。互联线寄生参数提取是设计中的重要课题之一,须借助有限元法等电磁场求解器。有限元法需要协调性网格来保证稳定地建立代数系统。然而由于分离部件设计、局部网格细... 纳米尺度的超大规模集成电路结构复杂,对集成电路设计带来巨大的挑战。互联线寄生参数提取是设计中的重要课题之一,须借助有限元法等电磁场求解器。有限元法需要协调性网格来保证稳定地建立代数系统。然而由于分离部件设计、局部网格细化等原因,经常会出现不匹配网格的情况。本文提出了一种灵活通用的方法来高效地粘连与分析不协调网格。该方法自然地连接起各种网格,形成多边形或多面体单元,这些单元经常退化成诸如三角形或四面体的单纯型,然后基于有限元法框架,通过退化的广义重心坐标和分段插值处理这些单元,得到网格单元上的分段形函数。此方法避免了对网格的重新划分,避免其他重心坐标法的复杂性,并获得良好的精度。论文选用位于衬底上方的三导体静电系统的电容参数提取作为算例,验证了所述方法的可行性与准确性。 展开更多

关键词 寄生参数提取 有限元法 广义重心坐标 不协调网格 分段插值

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