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变截面柔性杆撞击动力学子结构法研究 被引量:4
1
作者 沈煜年 尹晓春 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期33-39,共7页
采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究.首先提出研究的力学模型,将模型子结构离散化,导出撞击时多自由度高度非线性的动力学方程,运用无条件稳定的直接积分法(Newmark法)对动力学方程进行求解,得到了变截面柔性杆... 采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究.首先提出研究的力学模型,将模型子结构离散化,导出撞击时多自由度高度非线性的动力学方程,运用无条件稳定的直接积分法(Newmark法)对动力学方程进行求解,得到了变截面柔性杆撞击力的时间历程和其他动力响应.通过重点研究柔性体子结构单元离散的划分与其物理参数之间的关系对计算结果的影响,得到了变截面柔性杆子结构离散的基本准则.此外,首次实现了对柔性体中瞬态应力波和速度波传播过程的刻画,可以显示撞击瞬态波多个波阵面传播.研究结果表明子结构法能够完整地描述变截面柔性体的撞击过程和分析撞击瞬态波传播机理,可以更广泛地应用于其他实际柔性机械系统撞击动力学问题的研究. 展开更多
关键词 柔性机械系统 撞击动力学 子结构法 瞬态波传播
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聚酰亚胺改性研究中的力学性能测试 被引量:1
2
作者 董萼良 康新 +2 位作者 林保平 何小元 汪凤泉 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期213-217,共5页
讨论了动态力学热分析测试方法,并提出利用数字散斑相关方法测量聚酰亚胺/SiO2合成薄膜的力学性能.为了解决数字散斑相关法不能直接测量较大变形的缺陷,还提出了多级相关算法,并利用亚像素搜索和双线性插值作数据处理.同时又给出了用两... 讨论了动态力学热分析测试方法,并提出利用数字散斑相关方法测量聚酰亚胺/SiO2合成薄膜的力学性能.为了解决数字散斑相关法不能直接测量较大变形的缺陷,还提出了多级相关算法,并利用亚像素搜索和双线性插值作数据处理.同时又给出了用两种测试方法测量的杨氏模量,并作了比较分析. 展开更多
关键词 聚酰亚胺/SiO2 薄膜 动态力学热分析 数字散斑相关法 力学性能
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回转梁动力学方程求解的数值方法研究 被引量:5
3
作者 陈健 尹晓春 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期484-488,共5页
考虑驱动力矩、重力、哥氏力、运动阻力和惯性耦合力 ,根据考虑横向弯曲变形的Euler Bernoulli细梁模型 ,并考虑离心力作用下的拉伸变形 ,建立回转运动梁的动力学模型。将梁根部的回转角度分解为整体刚性运动回转角度和刚体运动和柔性... 考虑驱动力矩、重力、哥氏力、运动阻力和惯性耦合力 ,根据考虑横向弯曲变形的Euler Bernoulli细梁模型 ,并考虑离心力作用下的拉伸变形 ,建立回转运动梁的动力学模型。将梁根部的回转角度分解为整体刚性运动回转角度和刚体运动和柔性运动激发刚柔耦合回转角。将梁的柔性振动位移也分解为由整体刚性回转角所激发的动力激励振动和刚柔耦合回转角运动及刚柔耦合项共同激发的刚柔耦合振动。整体刚性回转角和动力激励振动 ,通过数值方法 (如龙格-库塔法 )求解 ,而将刚柔耦合回转角和刚柔耦合振动 ,通过奇异摄动法求解。通过数值方法和奇异摄动法相结合的方法 ,能够正确计算刚柔耦合回转角及其对梁振动位移的影响 ,更精确。 展开更多
关键词 结构动力学 柔性机械臂 多体系统 Euler-Bemotdll梁 刚柔耦合 摄动法
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碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法 被引量:7
4
作者 骞朋波 尹晓春 +1 位作者 沈煜年 杨钧 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期184-188,共5页
通过建立弹塑性碰撞动态子结构模型,推导了模态坐标下的控制方程,提出了模拟柔性结构碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法,并对其中的主模态的存在性和主模态截断的收敛性进行了证明.通过对柔性杆纵向碰撞和柔性梁横向碰撞两个算例的... 通过建立弹塑性碰撞动态子结构模型,推导了模态坐标下的控制方程,提出了模拟柔性结构碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法,并对其中的主模态的存在性和主模态截断的收敛性进行了证明.通过对柔性杆纵向碰撞和柔性梁横向碰撞两个算例的计算,并将计算结果与理论解和三维动力有限方法计算结果进行了对比,验证了该方法的数值收敛性和计算碰撞弹塑性波传播的有效性. 展开更多
关键词 柔性体 碰撞 弹塑性波 动态子结构方法 数值方法
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基于Cosserat理论的微梁振动特性的尺度效应 被引量:19
5
作者 康新 席占稳 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-4,共4页
不少微观实验已经证实,微尺度领域材料的力学性能存在尺度效应。采用偶应力理论(又称Cosserat理论)研究微梁振动特性(主要是固有频率)的尺度效应。文中首先对偶应力理论进行简介,然后采用Hamilton变分原理推导基于Cosserat理论的微梁无... 不少微观实验已经证实,微尺度领域材料的力学性能存在尺度效应。采用偶应力理论(又称Cosserat理论)研究微梁振动特性(主要是固有频率)的尺度效应。文中首先对偶应力理论进行简介,然后采用Hamilton变分原理推导基于Cosserat理论的微梁无阻尼自由振动的微分方程,分析微梁固有频率对微尺度的依赖性。结果表明,当微梁的厚度减小到可以和材料的本征长度相比时,微梁的固有频率将显著增大。 展开更多
关键词 尺度效应 偶应力理论 HAMILTON原理 固有频率
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基于粒子群优化算法的结构模型修改 被引量:18
6
作者 孙木楠 史志俊 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期350-353,共4页
结构模型修改已经演化为一个多学科的研究课题 ,在最优化框架内 ,应用了国际上最近提出的粒子群优化算法 ,该算法具有全局搜索能力并且不需要目标函数的解析表达式。对于一实际钢结构 ,利用部分和全部测量得到的模态数据进行了模型修改... 结构模型修改已经演化为一个多学科的研究课题 ,在最优化框架内 ,应用了国际上最近提出的粒子群优化算法 ,该算法具有全局搜索能力并且不需要目标函数的解析表达式。对于一实际钢结构 ,利用部分和全部测量得到的模态数据进行了模型修改的实验研究 ,并与基于灵敏度分析、神经网络和遗传算法的模型修改方法进行了对比 ,以修改后模型计算出的模态数据与实验测得的模态数据的相似度来衡量模型修改的准确性。结果表明 ,在多数情况下 ,所提出的模型修改方法得到了最好的修改结果 ,因此 ,应用粒子群优化算法进行结构模型修改是可行的。 展开更多
关键词 结构动力学 最优化算法 结构模型修改 粒子群
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射水造孔法拔除混凝土预制桩施工技术 被引量:6
7
作者 吴林峰 郭飞 +1 位作者 耿明全 李成 《人民黄河》 CAS 北大核心 2010年第11期150-151,共2页
在黄河治理的过程中,需要将一种预制混凝土管桩坝拆除并重复利用,为此提出了射水造孔法拔除混凝土预制桩施工技术,利用水射流破土机理破坏坝桩周边地层,减小桩周摩阻力,降低坝桩抗拔力,从而实现桩的拔除和桩坝的移动,该拔桩施工方法效... 在黄河治理的过程中,需要将一种预制混凝土管桩坝拆除并重复利用,为此提出了射水造孔法拔除混凝土预制桩施工技术,利用水射流破土机理破坏坝桩周边地层,减小桩周摩阻力,降低坝桩抗拔力,从而实现桩的拔除和桩坝的移动,该拔桩施工方法效率高、经济效益好。 展开更多
关键词 射水法 预制混凝土管桩 造孔 拔桩 黄河
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钝圆头质量块对简支梁的多次弹塑性撞击 被引量:8
8
作者 刘中华 尹晓春 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期138-144,共7页
考虑多次局部弹塑性接触变形行为、多次撞击和多次分离过程,提出了1种采用有限差分方法研究柔性结构多次弹塑性撞击问题的MCIS方法,研究了钝圆柱头刚性质量块水平撞击简支梁的过程。研究结果表明,该撞击过程实际上是1个复杂的多次弹塑... 考虑多次局部弹塑性接触变形行为、多次撞击和多次分离过程,提出了1种采用有限差分方法研究柔性结构多次弹塑性撞击问题的MCIS方法,研究了钝圆柱头刚性质量块水平撞击简支梁的过程。研究结果表明,该撞击过程实际上是1个复杂的多次弹塑性撞击过程,一般存在2个以上的明显撞击区,每个撞击区包含了形式多样的复杂的次生撞击过程。其他撞击区的冲量值与第1个撞击区的冲量值相当,其他撞击过程中损失的撞击动能的总和与首次撞击过程中损失的撞击动能相当,因此,多个撞击区和多次撞击过程将对梁的撞击物理行为产生重要影响。研究还发现,小质量块刚性体撞击时,首次撞击过程的撞击动能损失明显。在大质量刚性体撞击时,后续的多次撞击过程的撞击动能损失明显。 展开更多
关键词 固体力学 多次碰撞 有限差分方法 弹塑性变形 撞击接触力
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刚性质量与轴向约束简支梁多次弹塑性撞击的研究 被引量:2
9
作者 刘中华 刘冬敏 +2 位作者 尹晓春 杨钧 张林 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期94-98,共5页
应用多次弹塑性接触模型模拟刚性质量与梁的多次弹塑性接触行为,采用有限差分法求解刚性质量与梁的动力学方程组,并考虑梁变形过程中的轴力作用,研究刚性质量与两端固支简支梁的水平撞击问题。研究发现,刚性质量与两端固支梁的撞击过程... 应用多次弹塑性接触模型模拟刚性质量与梁的多次弹塑性接触行为,采用有限差分法求解刚性质量与梁的动力学方程组,并考虑梁变形过程中的轴力作用,研究刚性质量与两端固支简支梁的水平撞击问题。研究发现,刚性质量与两端固支梁的撞击过程是一个复杂的多次弹塑性撞击过程。但是,由于刚性质量与梁的最大分离时间和最大分离位移量均非常小,易被视作一次撞击过程。在刚性质量与梁的暂时分离过程中,刚性质量速度不变,这和实验观察相符。另外,随着挠度的增加,梁上轴力逐渐增大,并且截面上的应力分布更加复杂。 展开更多
关键词 固体力学 多次碰撞 轴向约束 弹塑性变形
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割台支架数值模拟优化与分析 被引量:3
10
作者 吴林峰 肖启敏 +2 位作者 郝用兴 尹晓春 雷冀南 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第5期52-55,共4页
背负式玉米收获机割台支架是一个空间焊接结构,在使用中会产生拖拉机前轮轴超重,造成前轮轴疲劳断裂或是拖拉机沉陷土壤中。为了分析支架的强度和变形,文中利用有限元分析软件建立了割台支架的三维有限元分析模型。利用该模型完成了割... 背负式玉米收获机割台支架是一个空间焊接结构,在使用中会产生拖拉机前轮轴超重,造成前轮轴疲劳断裂或是拖拉机沉陷土壤中。为了分析支架的强度和变形,文中利用有限元分析软件建立了割台支架的三维有限元分析模型。利用该模型完成了割台支架的应力应变分析,分析结果发现该割台支架结构的强度和刚度富裕度过大。在此基础上,建立了优化数学模型,优化了支架结构。在保证产品性能的前提下,减小了材料的厚度,支架的质量减轻了20.42%。同时指出了该分析方法在同类产品中应用的可能性。 展开更多
关键词 背负式玉米收获机 割台支架 数值模拟 强度 结构优化
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层间光滑接触的双层厚壁圆筒中周向导波 被引量:5
11
作者 张慧玲 尹晓春 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期471-475,共5页
通过对双层厚壁圆筒周向导波的频散现象的研究,以及与单层圆筒周向导波特性的比较,发现周向导波在双层厚壁圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,其第1阶模态在高频时接近于无频散R ay le igh面波。在其高阶模态上,层间效... 通过对双层厚壁圆筒周向导波的频散现象的研究,以及与单层圆筒周向导波特性的比较,发现周向导波在双层厚壁圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,其第1阶模态在高频时接近于无频散R ay le igh面波。在其高阶模态上,层间效应被弱化,因此,应将层间界面裂纹无损检测的频率激发范围,集中于低阶模态频率上。研究发现,第2阶模态,具有在层间界面上集中能量的特点,因此,可用于层间界面裂纹的周向导波无损检测技术中。 展开更多
关键词 双层厚壁圆筒 光滑接触 周向导波 频散方程 位移波型
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用Fourier边界展开的方法研究具有曲线边界的厚板的自由振动 被引量:3
12
作者 余春华 董晓云 周叮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期99-105,共7页
应用Fourier边界展开的方法研究具有曲线边界的厚板的自由振动问题。主要是应用一次剪切变形理论研究实心厚板的自由振动特性。首先,在极坐标系里表示出任意具有曲线边界厚板的边界条件,导出所需公式。其次,用Fourier边界展开的方法分... 应用Fourier边界展开的方法研究具有曲线边界的厚板的自由振动问题。主要是应用一次剪切变形理论研究实心厚板的自由振动特性。首先,在极坐标系里表示出任意具有曲线边界厚板的边界条件,导出所需公式。其次,用Fourier边界展开的方法分析问题,并作相应的阶次截断,得到固有频率方程。这里,就可数值求得无因次的固有频率。由于使用的解精确满足板振动的微分方程,此方法能给出高精度的结果,而计算量小、分析过程较简单且编程也较容易。 展开更多
关键词 厚板 自由振动 固有频率
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自由飞行杆撞击过程中的二次撞击区 被引量:5
13
作者 田阿利 尹晓春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期19-24,共6页
应用瞬态波效应法,研究了自由飞行杆与固支杆共轴多次撞击问题。采用瞬态波传播理论研究撞击瞬态波的传播,应用撞击接触面内力求解撞击力响应,给出了杆多次撞击瞬态问题的理论解。通过分析杆的瞬态变形和撞击力,发现自由飞行杆与固支杆... 应用瞬态波效应法,研究了自由飞行杆与固支杆共轴多次撞击问题。采用瞬态波传播理论研究撞击瞬态波的传播,应用撞击接触面内力求解撞击力响应,给出了杆多次撞击瞬态问题的理论解。通过分析杆的瞬态变形和撞击力,发现自由飞行杆与固支杆共轴撞击最多会发生二次撞击,并发现二次撞击现象并非偶然。对发生二次撞击现象的条件以及分布规律进行了研究,数值计算表明,二次撞击相当规则地分布于时间-杆长比平面内。在一定条件下,二次撞击过程具有与单次撞击过程相当的撞击力幅值,因此,对杆二次撞击问题的研究具有重要的价值。 展开更多
关键词 二次撞击 瞬态波
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组合厚壁筒套装应力强度因子的权函数方法 被引量:2
14
作者 陈爱军 徐诚 王志群 《船舶力学》 EI 2003年第2期89-94,共6页
本文用权函数法导出了由套装应力引起的组合厚壁筒内边裂纹的应力强度因子公式 ,这些公式可用于计算组合厚壁筒在不同裂纹深度、材料、过盈量和尺寸情况下的应力强度因子。同时 ,本文还研究了装配应力强度因子随裂纹深度和过盈量的变化... 本文用权函数法导出了由套装应力引起的组合厚壁筒内边裂纹的应力强度因子公式 ,这些公式可用于计算组合厚壁筒在不同裂纹深度、材料、过盈量和尺寸情况下的应力强度因子。同时 ,本文还研究了装配应力强度因子随裂纹深度和过盈量的变化规律 ,可为组合厚壁筒的设计及工程应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 组合厚壁筒 套装应力 应力强度因子 权函数方法 边裂纹 裂纹深度
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离散杆对钢板的高速侵彻效应 被引量:6
15
作者 张新伟 涂建平 +2 位作者 尹晓春 刘昌沅 余春华 《航空兵器》 2007年第3期38-41,共4页
空空导弹可控离散杆战斗部爆炸后抛撒出一组细长杆条,这些高速飞散和旋转的杆条从不同的角度对目标物体进行高速侵彻穿透。本文主要通过建立合理的侵彻模型和计算方法,对细长杆条从不同角度侵彻靶板的过程进行数值仿真研究。研究结果表... 空空导弹可控离散杆战斗部爆炸后抛撒出一组细长杆条,这些高速飞散和旋转的杆条从不同的角度对目标物体进行高速侵彻穿透。本文主要通过建立合理的侵彻模型和计算方法,对细长杆条从不同角度侵彻靶板的过程进行数值仿真研究。研究结果表明,高速飞行的细长杆可以从不同角度穿透靶板,形成不同程度的毁伤,侵彻过程中呈现复杂的塑性应力波的传播,导致形成不规则的毁伤面和杆复杂变形状况。 展开更多
关键词 离散杆 斜侵彻 毁伤效应
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飞机垂直尾翼的非线性结构设计 被引量:3
16
作者 余春华 尹晓春 +1 位作者 田阿利 蒋志伟 《机械设计与制造》 2004年第5期74-76,共3页
基于三维有限元数值分析,对飞机的重要部件垂直尾翼进行结构设计。通过确定主要受力构件,对传力进行分析,对垂直尾翼结构进行了有限元分析,得出了垂直尾翼应力和位移的数值结果。可为我国飞机的自主设计提供一些帮助,也可以为三维非线... 基于三维有限元数值分析,对飞机的重要部件垂直尾翼进行结构设计。通过确定主要受力构件,对传力进行分析,对垂直尾翼结构进行了有限元分析,得出了垂直尾翼应力和位移的数值结果。可为我国飞机的自主设计提供一些帮助,也可以为三维非线性有限元数值分析方法在飞机结构设计中的应用提供可借鉴的经验。 展开更多
关键词 三维 非线性有限元 飞机结构设计
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带内表面裂纹的身管温度应力强度因子研究 被引量:2
17
作者 陈爱军 徐诚 王志群 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2002年第3期5-8,共4页
用权函数方法导出了身管内表面的半椭圆形裂纹出于温度应力引起的应力强度因子的公式,这些公式可用于计算身管在不同的裂纹深度、形状、温度、材料和尺寸下的温度应力强度因子;同时,还研究了温度应力强度因子随表面裂纹深度和形状变化... 用权函数方法导出了身管内表面的半椭圆形裂纹出于温度应力引起的应力强度因子的公式,这些公式可用于计算身管在不同的裂纹深度、形状、温度、材料和尺寸下的温度应力强度因子;同时,还研究了温度应力强度因子随表面裂纹深度和形状变化的规律,这些规律对厚壁筒构件的设计及工程应用提供了参考。 展开更多
关键词 内表面裂纹 应力强度因子 温度应力 权函数法 身管 火炮
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柔性梁含摩擦斜碰撞的刚体-弹簧-质点混合模型研究 被引量:2
18
作者 沈煜年 顾金红 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-7,共7页
为精确快速地预测柔性梁因斜碰撞导致的复杂瞬态动力响应,提出了一种可同时计及局部接触区法向接触柔度、切向接触柔度以及柔性梁整体结构柔度的混合分析模型(HAM)。基于有限段法的思想,将柔性梁的整体位移场离散为弹簧-阻尼-刚体系统,... 为精确快速地预测柔性梁因斜碰撞导致的复杂瞬态动力响应,提出了一种可同时计及局部接触区法向接触柔度、切向接触柔度以及柔性梁整体结构柔度的混合分析模型(HAM)。基于有限段法的思想,将柔性梁的整体位移场离散为弹簧-阻尼-刚体系统,局部接触区的法向双线性压缩-恢复以及切向摩擦变形过程则用含有能量恢复系数的弹塑性弹簧-质点系统进行描述。依据HAM模型,导出了斜碰撞系统在不同接触状态下的分段连续动力学方程。给出了法向压缩-恢复状态和切向黏-滑运动状态的切换准则,并运用事件驱动法对数值算例进行了求解。通过比较HAM模型解、实验数据以及商业有限元解,表明该模型能准确预测接触力的时间历程并描述反复切换的黏-滑(反向)运动模式,验证了HAM模型的可行性。 展开更多
关键词 非线性振动 斜碰撞 切向柔度 摩擦接触 黏-滑运动
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柔性体撞击瞬态波子结构法研究 被引量:2
19
作者 沈煜年 尹晓春 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期51-55,共5页
该文采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究。运用该法研究了刚性块纵向撞击柔性杆的瞬态响应,讨论了柔性体的离散方法对于数值分析计算结果的影响,得到了柔性体合理离散的一些规律。对比分析发现,柔性体的离散并不... 该文采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究。运用该法研究了刚性块纵向撞击柔性杆的瞬态响应,讨论了柔性体的离散方法对于数值分析计算结果的影响,得到了柔性体合理离散的一些规律。对比分析发现,柔性体的离散并不遵循子结构数目和节点数目越多越好的原则,由于选择的模态数有限,根据所选模态数和结构尺寸,存在一个合理的子结构离散和节点离散数目的范围,在此范围数目内离散结构模型,可以得到合理的计算结果,否则会出更多的伪振荡。通过对撞击系统瞬态动力响应的研究结果表明,子结构法不但可以精确高效地计算撞击过程柔性体瞬态撞击力,而且可以刻画撞击导致的瞬态波在柔性体内的传播机理,从而为复杂柔性系统撞击过程的精细化研究提供了一种简单有效的方法。 展开更多
关键词 柔性机械系统 撞击动力学 子结构法 瞬态波传播
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考虑橡胶支座作用的桥梁多次竖向碰撞力的计算 被引量:2
20
作者 杨海波 尹晓春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期187-192,共6页
考虑桥梁橡胶支座的作用,建立了双跨连续梁桥的梁-弹簧-杆模型,采用瞬态波函数展开法和组合体瞬态内力法,提出了在先期到达的竖向地震激励作用下,桥梁结构竖向碰撞力的理论求解方法,计算结果表明本文方法可以合理地求解桥面与橡胶支座... 考虑桥梁橡胶支座的作用,建立了双跨连续梁桥的梁-弹簧-杆模型,采用瞬态波函数展开法和组合体瞬态内力法,提出了在先期到达的竖向地震激励作用下,桥梁结构竖向碰撞力的理论求解方法,计算结果表明本文方法可以合理地求解桥面与橡胶支座的多次竖向碰撞力。通过对不同竖向地震反应谱、不同桥梁跨度和不同竖向地震激励幅值下的碰撞次数和碰撞力的计算和分析表明,在浅源近场竖向地震作用下,桥梁可能出现竖向碰撞现象,桥面与橡胶支座的竖向碰撞力的幅值大,对桥梁具有相当大的危害。研究表明,竖向碰撞现象的出现很有可能存在两个条件,即竖向地震激励周期逼近于桥梁整体结构的固有振动周期,以及竖向地震激励幅值过到某个确定的阀值。另外,计算结果还表明,竖向碰撞力随竖向地震激励周期、幅值和桥跨长度的变化,呈现出复杂的非线性效应。 展开更多
关键词 桥梁 近场竖向地震 橡胶支座 多次碰撞 碰撞力
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