研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反...研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反,其在平面直角坐标系上的2个分量可由一个2×2的平面阻尼系数矩阵与相对速度向量的乘积唯一确定。其次,分别选取4种典型永磁阵列的PECD,采用电磁有限元方法计算了它们的平面阻尼系数矩阵和阻尼力随速度方向的变化,验证了上述阻尼力理论计算公式的正确性,并提出了PECD的等效阻尼系数概念。然后,针对等效阻尼系数各向同性的PECD,在保证永磁体高度和投影面积不变的条件下,分析了其阻尼系数随永磁体数量和永磁体行、列间距的变化规律。最后,开展了阻尼系数各向同性PECD的阻尼系数测试试验,进一步验证了理论分析和有限元仿真的正确性。展开更多
Moses算法是桥梁动态称重(BWIM)技术中最可靠的算法之一,是目前各商业BWIM系统的基础。然而,受影响线标定的约束,当前的商用BWIM系统仅适用于短跨径桥梁。针对这一情况,提出了虚拟简支梁法。该方法利用桥梁上的某一区段的隔离应变计算...Moses算法是桥梁动态称重(BWIM)技术中最可靠的算法之一,是目前各商业BWIM系统的基础。然而,受影响线标定的约束,当前的商用BWIM系统仅适用于短跨径桥梁。针对这一情况,提出了虚拟简支梁法。该方法利用桥梁上的某一区段的隔离应变计算车辆的轴重和总重,不受桥梁跨径的限制。建立了跨径为20 m和40 m的简支T梁桥有限元模型,基于车桥耦合振动理论模拟获得桥梁响应,并利用提出的新方法识别了车辆的轴重和总重。分析了路面平整度、车辆行驶速度等因素对识别精度的影响。结果表明:对于较短跨径的20 m T梁桥,常见三轴车的总重识别误差平均值在2%左右,五轴车的总重识别误差平均值低于1%,精度都稍优于传统Moses算法;而对于传统Moses算法不适用的40 m T梁桥,该方法识别车辆总重的误差平均值仍可控制在3%以内,表明该方法不受桥梁跨径的限制,具有更广的应用前景。展开更多
为研究大跨度悬索桥在随机车流作用下加劲梁纵向运动及纵向累计位移行程简化计算方法,基于移动荷载作用下加劲梁纵向运动特征,将悬挂加劲梁体系等效为单自度(single-degree-of-freedom,SDOF)振动体系,推导了基于SDOF振动体系的移动荷载...为研究大跨度悬索桥在随机车流作用下加劲梁纵向运动及纵向累计位移行程简化计算方法,基于移动荷载作用下加劲梁纵向运动特征,将悬挂加劲梁体系等效为单自度(single-degree-of-freedom,SDOF)振动体系,推导了基于SDOF振动体系的移动荷载作用下悬索桥加劲梁纵向振动方程和随机车流作用下加劲梁纵向振动方程,提出了一种快速计算随机车流作用下加劲梁纵向振动响应的方法。以某单跨悬索桥为实例,基于实测车流数据,采用蒙特卡罗抽样方法生成随机车流样本,将其等效为SDOF体系下随机荷载时程,进行SDOF体系振动方程求解得到纵向响应位移时程,并与基于ANSYS的全桥模型瞬态分析结果进行对比。结果表明:随机车流作用下,加劲梁发生纵向运动并形成巨大累计位移行程,累计位移包括静态位移和动态位移,后者对累计位移贡献更大;与有限元瞬态动力分析相比,基于简化SDOF体系获得的位移响应结果中除累计位移差别稍大(约13%~19%)外,其幅值和均方根值(root mean square,RMS)均差别很小(小于5%),简化振动模型能反映随机车流下加劲梁纵向运动特征规律,所提计算方法可极大地简化随机车流作用下加劲梁纵向运动分析,可用于结构设计阶段随机车流作用下加劲梁纵向运动评估及振动控制参数优化。展开更多
文摘研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反,其在平面直角坐标系上的2个分量可由一个2×2的平面阻尼系数矩阵与相对速度向量的乘积唯一确定。其次,分别选取4种典型永磁阵列的PECD,采用电磁有限元方法计算了它们的平面阻尼系数矩阵和阻尼力随速度方向的变化,验证了上述阻尼力理论计算公式的正确性,并提出了PECD的等效阻尼系数概念。然后,针对等效阻尼系数各向同性的PECD,在保证永磁体高度和投影面积不变的条件下,分析了其阻尼系数随永磁体数量和永磁体行、列间距的变化规律。最后,开展了阻尼系数各向同性PECD的阻尼系数测试试验,进一步验证了理论分析和有限元仿真的正确性。
文摘Moses算法是桥梁动态称重(BWIM)技术中最可靠的算法之一,是目前各商业BWIM系统的基础。然而,受影响线标定的约束,当前的商用BWIM系统仅适用于短跨径桥梁。针对这一情况,提出了虚拟简支梁法。该方法利用桥梁上的某一区段的隔离应变计算车辆的轴重和总重,不受桥梁跨径的限制。建立了跨径为20 m和40 m的简支T梁桥有限元模型,基于车桥耦合振动理论模拟获得桥梁响应,并利用提出的新方法识别了车辆的轴重和总重。分析了路面平整度、车辆行驶速度等因素对识别精度的影响。结果表明:对于较短跨径的20 m T梁桥,常见三轴车的总重识别误差平均值在2%左右,五轴车的总重识别误差平均值低于1%,精度都稍优于传统Moses算法;而对于传统Moses算法不适用的40 m T梁桥,该方法识别车辆总重的误差平均值仍可控制在3%以内,表明该方法不受桥梁跨径的限制,具有更广的应用前景。
文摘为研究大跨度悬索桥在随机车流作用下加劲梁纵向运动及纵向累计位移行程简化计算方法,基于移动荷载作用下加劲梁纵向运动特征,将悬挂加劲梁体系等效为单自度(single-degree-of-freedom,SDOF)振动体系,推导了基于SDOF振动体系的移动荷载作用下悬索桥加劲梁纵向振动方程和随机车流作用下加劲梁纵向振动方程,提出了一种快速计算随机车流作用下加劲梁纵向振动响应的方法。以某单跨悬索桥为实例,基于实测车流数据,采用蒙特卡罗抽样方法生成随机车流样本,将其等效为SDOF体系下随机荷载时程,进行SDOF体系振动方程求解得到纵向响应位移时程,并与基于ANSYS的全桥模型瞬态分析结果进行对比。结果表明:随机车流作用下,加劲梁发生纵向运动并形成巨大累计位移行程,累计位移包括静态位移和动态位移,后者对累计位移贡献更大;与有限元瞬态动力分析相比,基于简化SDOF体系获得的位移响应结果中除累计位移差别稍大(约13%~19%)外,其幅值和均方根值(root mean square,RMS)均差别很小(小于5%),简化振动模型能反映随机车流下加劲梁纵向运动特征规律,所提计算方法可极大地简化随机车流作用下加劲梁纵向运动分析,可用于结构设计阶段随机车流作用下加劲梁纵向运动评估及振动控制参数优化。
