基于Duhamel积分的车桥耦合动力分析方法 被引量：6

1

作者 乔宏 夏禾 杜宪亭 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期766-771,共6页

为了缩短求解车桥耦合系统动力响应的计算时间,利用振型分解法对车桥耦合系统的桥梁子系统和车辆子系统解耦,假定在每一时间步长内车桥相互作用力线性变化,借助Duhamel积分解析解,通过迭代得到系统的动力响应,提出了一种新型的车桥耦合... 为了缩短求解车桥耦合系统动力响应的计算时间,利用振型分解法对车桥耦合系统的桥梁子系统和车辆子系统解耦,假定在每一时间步长内车桥相互作用力线性变化,借助Duhamel积分解析解,通过迭代得到系统的动力响应,提出了一种新型的车桥耦合动力分析方法.以一节四轴客车匀速通过32 m简支梁为例进行了实验研究,结果表明：本文方法得到的车桥耦合系统的动力响应结果与Newmark-β方法的结果接近,各极值点相对误差均不超过1%;在保证相同的计算精度前提下,本文方法将积分步长提高至原来的5~10倍,提高了求解速度. 展开更多

关键词 车桥耦合系统 动力分析 振型分解法 duhamel积分 Newmark-β方法

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一种快速高精度Duhamel积分算法 被引量：1

2

作者 梅德庆 刚宪约 陈子辰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1152-1155,共4页

基于快速傅里叶变换(FFT)和数值积分理论,提出了一种应用于振型叠加法的龙贝格快速傅里叶变换(R-FFT)积分算法.将单自由度二阶微分方程的Duhamel积分的求解转换为一系列快速卷积项和梯形积分修正项的加权叠加,充分利用了系统脉冲响应和... 基于快速傅里叶变换(FFT)和数值积分理论,提出了一种应用于振型叠加法的龙贝格快速傅里叶变换(R-FFT)积分算法.将单自由度二阶微分方程的Duhamel积分的求解转换为一系列快速卷积项和梯形积分修正项的加权叠加,充分利用了系统脉冲响应和激励的整个时间序列的信息.R-FFT借助于成熟的FFT方法实现快速计算,并利用不同阶次的龙贝格积分格式改善收敛精度.数值算例表明该算法具有快速、精度高、适应性强的特点. 展开更多

关键词 振型叠加法 duhamel积分 快速傅里叶变换 Romberg积分格式

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考虑高阶振型效应的大跨度钢桁拱桥瑞利阻尼参数取值研究 被引量：2

3

作者 张永亮 朱光增 刘沛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期14-20,共7页

为了解高阶振型效应对大跨度钢桁拱桥地震反应的影响机制,以及在采用直接积分法时构建合适的瑞利阻尼矩阵,以某490 m跨径钢桁拱桥为背景,采用SAP 2000软件建立全桥弹性动力计算模型。针对主拱圈上(下)弦杆轴力、弯矩,研究振型参与质量... 为了解高阶振型效应对大跨度钢桁拱桥地震反应的影响机制,以及在采用直接积分法时构建合适的瑞利阻尼矩阵,以某490 m跨径钢桁拱桥为背景,采用SAP 2000软件建立全桥弹性动力计算模型。针对主拱圈上(下)弦杆轴力、弯矩,研究振型参与质量最大的7阶(第1、4、8、11、13、23、49阶)振型反应与总反应的占比关系,并对构建瑞利阻尼矩阵的特征频率选取方法展开研究。结果表明:主拱圈上、下弦杆拱脚区域的轴力主要由1阶振型(第1阶)控制,由拱脚向拱顶过渡,逐渐转变为由2~4阶振型控制,高阶振型效应显著;同一阶振型对主拱圈上、下弦杆轴力贡献率及分布规律的影响不同;对于复杂钢桁拱桥,采用振动方向上振型参与质量较大的2阶振型特征频率构建瑞利阻尼矩阵可能因高估了高阶振型阻尼比,导致除拱脚区域以外的拱圈弦杆杆件轴力计算结果偏小,结构偏于不安全;采用直接积分法对复杂钢桁拱桥进行地震反应分析时,建议选取多阶控制振型构建相应的瑞利阻尼工况,并对其计算结果取包络用于抗震设计。 展开更多

关键词 钢桁拱桥 地震反应 高阶振型 瑞利阻尼 振型叠加法 直接积分法 抗震分析

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高维双转子系统的碰摩响应特性研究 被引量：14

4

作者 罗贵火 杨喜关 王飞 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期100-107,共8页

借助有限元软件和自由界面模态综合法,建立了含碰摩故障的高维双转子系统非线性动力学模型。随后利用单位脉冲响应和Duhamel积分的方法进行了数值求解,在考虑挤压油膜非线性力和中介轴承非线性力的基础上,研究了含碰摩故障的反向旋转双... 借助有限元软件和自由界面模态综合法,建立了含碰摩故障的高维双转子系统非线性动力学模型。随后利用单位脉冲响应和Duhamel积分的方法进行了数值求解,在考虑挤压油膜非线性力和中介轴承非线性力的基础上,研究了含碰摩故障的反向旋转双转子系统的动力响应特性。研究结果表明:该方法的求解效率主要取决于非线性力处的自由度个数,求解效率高;碰摩故障会使系统的轴心轨迹有明显削峰或使其变得杂乱;碰摩故障使系统响应中,除两同步不平衡激励频率外,还可能出现两者的组合频率和组合频率的分频;碰摩故障会改变系统同步不平衡响应频率的幅值,且对内转子同步响应频率幅值影响更大。 展开更多

关键词 双转子 碰摩 自由界面模态综合法 单位脉冲响应 duhamel积分

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关于轨道交通所致建筑振动的计算方法和阻尼矩阵的讨论 被引量：10

5

作者 王田友 丁洁民 楼梦麟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期77-79,100,共4页

根据振动计算中的一些常见问题,对轨道交通引起的环境振动分析的计算方法与动力方程中阻尼矩阵的取值方法进行了分析。比较了环境振动分析与抗震分析的不同特点,指出环境振动分析由于需要考虑的频率较高,应优先采用直接积分法。通过建... 根据振动计算中的一些常见问题,对轨道交通引起的环境振动分析的计算方法与动力方程中阻尼矩阵的取值方法进行了分析。比较了环境振动分析与抗震分析的不同特点,指出环境振动分析由于需要考虑的频率较高,应优先采用直接积分法。通过建筑实例的计算比较,讨论了阻尼取值的方法,提出在形成瑞利阻尼矩阵时,可按所考虑的振动方向取模型的第1阶振型与输入振动的频率范围来确定两个振型,用以计算瑞利阻尼的比例系数。 展开更多

关键词 轨道交通 振动 阻尼 直径积分法 振型叠加法

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求解带圆孔的有限宽板的动态应力集中系数的迭加积分法 被引量：6

6

作者 宋小林 王启智 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期94-97,共4页

基于有限元分析,先求出系统在单位脉冲或者单位阶跃的作用下的响应 (即动应力集中系数 ),进而利用离散卷积或Duhamel积分,就可以方便准确地得到系统在同一类型的任意荷载下的响应。对同一构形结构不必对每种荷载都反复进行有限元分析,... 基于有限元分析,先求出系统在单位脉冲或者单位阶跃的作用下的响应 (即动应力集中系数 ),进而利用离散卷积或Duhamel积分,就可以方便准确地得到系统在同一类型的任意荷载下的响应。对同一构形结构不必对每种荷载都反复进行有限元分析,极大地节省了时间,而且可以得到非常准确的结果。 展开更多

关键词 动应力集中系数 迭加积分法 卷积 duhamel积分 有限元分析

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移动车辆荷载过桥耦合振动精细积分算法 被引量：4

7

作者 桂水荣 万水 陈水生 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2016年第2期56-62,共7页

根据模态综合叠加技术的优势,提出基于精细积分算法(PIM)的车桥耦合振动模型新算法。考虑积分步长内荷载协调分解,通过插值函数将移动车辆荷载等效到单元节点,利用科茨积分格式求解Duhamel非齐次项荷载。以移动常量力作用于简支梁桥为例... 根据模态综合叠加技术的优势,提出基于精细积分算法(PIM)的车桥耦合振动模型新算法。考虑积分步长内荷载协调分解,通过插值函数将移动车辆荷载等效到单元节点,利用科茨积分格式求解Duhamel非齐次项荷载。以移动常量力作用于简支梁桥为例,将解析解和多种迭代格式数值解进行对比,校验精细积分法结合科茨积分格式求解车桥耦合振动模型算法的准确性。以移动弹簧质量车模型作用于简支梁桥为例,分析积分步长、计算时间对Rung-Kutta法、Newmark-β法及PIM法计算结果的影响。结果表明:基于模态综合叠加法并结合精细积分格式求解车桥耦合振动问题不受积分步长限制,具有快速收敛的优势。 展开更多

关键词 车桥耦合振动 移动弹簧质量 数值迭代格式 精细积分算法 模态综合叠加法

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模态叠加法计算地震加速度时程反应的几个问题 被引量：2

8

作者 潘旦光 李雪菊 芦盼 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第10期155-162,共8页

针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响;并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震... 针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响;并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震波作用下的5层框架结构的地震反应为例,进行数值计算。算例分析结果表明:当广义单自由度计算的离散时间步长小于1/32的自振周期时,加速度反应的误差小于5%;对于加速度时程反应而言,基于振型参与质量选取的模态数偏少,应基于振型加速度贡献系数作为模态截断的依据;由离散位移时程经中心差分法所得加速度的误差与直接由模态叠加法所得的基本相同,而快速傅里叶变换(FFT)方法所得加速度时程存在虚假的高频振动而误差较大,采用低通滤波可有效降低误差。 展开更多

关键词 模态叠加法 积分步长 模态截断 中心差分法 滤波

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变速荷载作用下加筋低路堤动力响应分析 被引量：3

9

作者 方昊 郑俊杰 +2 位作者 刘洋 后如意 贾致荣 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期70-79,共10页

为研究变速荷载作用下加筋低路堤的动力响应,将荷载假设成变速均布线荷载,并考虑由于荷载变速产生的水平向应力,将加筋低路堤视为层状各向同性弹性层,采用Goodman模型表示层间接触条件。利用Garlerkin法推导出Fourier变换域内加筋低路... 为研究变速荷载作用下加筋低路堤的动力响应,将荷载假设成变速均布线荷载,并考虑由于荷载变速产生的水平向应力,将加筋低路堤视为层状各向同性弹性层,采用Goodman模型表示层间接触条件。利用Garlerkin法推导出Fourier变换域内加筋低路堤动力响应的控制方程,提出一种模态叠加法,Duhamel积分和Fourier逆变换相结合的方法推导出任意时刻动力响应的数值解。采用两个算例验证方法的正确性,分析层间接触条件、荷载加速度、路堤高度和筋材刚度对加筋低路堤动力响应的影响。结果表明:层间接触状态对路面结构层底部的位移影响显著,尤其对纵向位移影响很大,且变速状态下这种影响更加明显,工程中应尽量使加筋土上下表面处于完全连续状态;随着初速度和加速度的增加,路面结构层动挠度显著增加,地基土表面动应力峰值明显增加,动应力路径显著增大且沿顺时针偏转;加速度对于正应力和剪应力在加筋低路堤中的衰减有一定的影响;增加加筋材料刚度会导致应力在加筋低路堤中的衰减,剪应力比最大可减小47.9%,正应力比最大可减小29%。 展开更多

关键词 路堤 动力响应 加筋低路堤 变速荷载 层间接触 模态叠加法和duhamel积分 Fourier逆变换

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列车荷载下土体时程反应的Ritz向量叠加法

10

作者 付相球 潘旦光 柳艺 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第11期1544-1549,共6页

针对轨道交通引起的土体振动计算存在耗时长的问题,为选择相对高效的方法进行场地动力反应分析,文章研究了基于Ritz向量叠加法的计算精度和计算效率。首先分析模态截断指标和土层位移反应峰值随向量阶数的变化规律,讨论不同模态截断指... 针对轨道交通引起的土体振动计算存在耗时长的问题,为选择相对高效的方法进行场地动力反应分析,文章研究了基于Ritz向量叠加法的计算精度和计算效率。首先分析模态截断指标和土层位移反应峰值随向量阶数的变化规律,讨论不同模态截断指标的合理性;然后对比分析了Ritz向量叠加法、振型叠加法和直接积分法3种方法的计算效率。计算结果表明:基于动力贡献的截断指标与Ritz向量截断误差的变化规律相同,且基于模态截断指标所得向量数目略大于实际所需的向量数目,适合作为Ritz向量截断的依据;在计算精度基本相同的情况下,振型叠加法的计算耗时最长,直接积分法次之,Ritz向量叠加法最短。 展开更多

关键词 列车荷载 Ritz向量叠加法 振型叠加法 直接积分法 截断误差

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关于瞬态振动分析的方法 被引量：1

11

作者 陈新之 《陕西科技大学学报（自然科学版）》 1994年第S1期161-167,共7页

本文介绍了五种瞬态振动分析的处理方法供从事实际工作的工程师们进行动态设计时参考。

关键词 待定系数法 叠加原理 杜哈米积分 付氏变换 拉氏变换

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