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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
1
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。
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关键词
TIMOSHENKO梁
自由振动
模态分析
轴力识别
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职称材料
杆件轴力的一种识别方法
被引量：
6
2
作者
李素贞
G. D. Roeck
E．Reynders
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2011年第6期694-699,809,共6页
针对杆系结构中的轴力杆或索缆结构中的短索,提出了一种解析方法识别边界不确定杆件的绝对轴力,重点探讨了杆件抗弯刚度的影响。基于振动测试提取杆件的固有频率、位移模态或应变模态,以此构建特征方程进而识别其绝对轴力。数值算例分...
针对杆系结构中的轴力杆或索缆结构中的短索,提出了一种解析方法识别边界不确定杆件的绝对轴力,重点探讨了杆件抗弯刚度的影响。基于振动测试提取杆件的固有频率、位移模态或应变模态,以此构建特征方程进而识别其绝对轴力。数值算例分析表明,本方法在采用不同阶次的模态参数以及不同的杆件边界条件下都可取得相对误差3%以下的高精度识别结果,且在不测量杆件两端节点的有效长度、仅已知传感器之间的相对位置时即可实施。试验证实,基于加速度测量得到的前5阶模态参数都可基本准确地识别不同加载工况下杆件的绝对轴力,除小荷载外的多数工况都取得了相对误差10%以下的良好识别效果。
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关键词
杆件
振动测试
轴力
识别
模态分析
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职称材料
基于动力方法的改进杆件轴力识别
被引量：
4
3
作者
袁永强
李东升
李宏男
《大连理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期511-517,共7页
在针对杆系结构中轴力杆或者索缆结构中的短索所提出的识别边界不确定的杆件轴力的解析方法基础上,提出了一种改进的轴力识别方法.首先,采用修正的Timoshenko梁理论,充分考虑转动惯量、剪切变形、剪切变形引起的转动惯量和传感器质量对...
在针对杆系结构中轴力杆或者索缆结构中的短索所提出的识别边界不确定的杆件轴力的解析方法基础上,提出了一种改进的轴力识别方法.首先,采用修正的Timoshenko梁理论,充分考虑转动惯量、剪切变形、剪切变形引起的转动惯量和传感器质量对结构动力特性的影响,建立改进的动力方程;然后通过Matlab软件进行数值模拟,提取某杆件的前五阶频率和模态参数,以此构建特征方程进而识别杆件轴力,从4个方面分析了修正Timoshenko梁理论相对传统Timoshenko梁理论识别精度提高的原因;最后通过实验数据验证了该方法的精确性和适用性.这种改进方法的优点在于无须事先假定边界条件,仅知传感器之间的相对位置即可实施,因而适用范围较广.
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关键词
轴力识别
杆系结构
TIMOSHENKO梁
振动测试
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职称材料
题名
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
1
作者
郭鑫
魏达
姚亚东
李东升
机构
内蒙古大学交通学院
内蒙古大学内蒙古自治区桥梁检测与维修加固工程技术研究中心
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
汕头大学广东省结构安全与监测工程技术研究中心
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期1723-1730,共8页
基金
内蒙古大学科研启动基金资助项目(10000-22311201/056)
国家自然科学基金资助项目(52078284,52268032,51778103)
+2 种基金
广东省自然科学基金资助项目(2021A1515011770,2022A0505020006,2022A1515010812)
汕头大学科研启动基金资助项目(NTF18012)
桥梁结构健康与安全国家重点实验室开放课题(BHSKL20-10-KF)。
文摘
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。
关键词
TIMOSHENKO梁
自由振动
模态分析
轴力识别
Keywords
Timoshenko
beam
free
vibration
modal
analysis
axial
force
identification
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
杆件轴力的一种识别方法
被引量：
6
2
作者
李素贞
G. D. Roeck
E．Reynders
机构
同济大学建筑工程系
鲁汶大学土木工程系
出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2011年第6期694-699,809,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(编号:51008236)
文摘
针对杆系结构中的轴力杆或索缆结构中的短索,提出了一种解析方法识别边界不确定杆件的绝对轴力,重点探讨了杆件抗弯刚度的影响。基于振动测试提取杆件的固有频率、位移模态或应变模态,以此构建特征方程进而识别其绝对轴力。数值算例分析表明,本方法在采用不同阶次的模态参数以及不同的杆件边界条件下都可取得相对误差3%以下的高精度识别结果,且在不测量杆件两端节点的有效长度、仅已知传感器之间的相对位置时即可实施。试验证实,基于加速度测量得到的前5阶模态参数都可基本准确地识别不同加载工况下杆件的绝对轴力,除小荷载外的多数工况都取得了相对误差10%以下的良好识别效果。
关键词
杆件
振动测试
轴力
识别
模态分析
Keywords
beam member vibration test axial force identification modal analysis
分类号
TU323.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于动力方法的改进杆件轴力识别
被引量：
4
3
作者
袁永强
李东升
李宏男
机构
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
出处
《大连理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期511-517,共7页
基金
国家自然科学基金委创新研究群体基金项目(51121005)
国家自然科学基金资助项目(51578107)
+1 种基金
"九七三"国家重点基础研究发展计划资助项目(2015CB057704)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目
文摘
在针对杆系结构中轴力杆或者索缆结构中的短索所提出的识别边界不确定的杆件轴力的解析方法基础上,提出了一种改进的轴力识别方法.首先,采用修正的Timoshenko梁理论,充分考虑转动惯量、剪切变形、剪切变形引起的转动惯量和传感器质量对结构动力特性的影响,建立改进的动力方程;然后通过Matlab软件进行数值模拟,提取某杆件的前五阶频率和模态参数,以此构建特征方程进而识别杆件轴力,从4个方面分析了修正Timoshenko梁理论相对传统Timoshenko梁理论识别精度提高的原因;最后通过实验数据验证了该方法的精确性和适用性.这种改进方法的优点在于无须事先假定边界条件,仅知传感器之间的相对位置即可实施,因而适用范围较广.
关键词
轴力识别
杆系结构
TIMOSHENKO梁
振动测试
Keywords
axial
force
identification
bar
member
s
Timoshenko
beam
vibration
test
分类号
TU32 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
郭鑫
魏达
姚亚东
李东升
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
杆件轴力的一种识别方法
李素贞
G. D. Roeck
E．Reynders
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2011
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于动力方法的改进杆件轴力识别
袁永强
李东升
李宏男
《大连理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
4
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