拉索平面内自由振动影响因素分析

考虑抗弯刚度、垂度和几何非线性的影响，建立了拉索非线性自由振动方程，针对考虑与否垂度和几何非线性，分别建立了线性无垂度和有垂度理论、非线性无垂度和有垂度理论，用谐波平衡法求得拉索振动固有频率的近似解析解。其结果与龙格-库塔积分法得到的结果较为一致。此外，还给出了抗弯刚度、垂度和几何非线性对拉索振动固有频率影响的定量判定。     

超长斜拉索张力振动测量的传递矩阵法

振动法测量拉索张力需要准确描述索力与自振频率的关系,为反映超长斜拉索的真实构形及垂度效应,满足超大跨斜拉桥对测试精度的要求,考虑超长斜拉索垂度、倾角、自重及切向张力沿拉索变化的影响,在静力分析推导出斜拉索静态构形的悬链线方程基础上建立超长斜拉索振动的离散模型,应用多体系统传递矩阵法计算拉索固有频率,通过求解特征方程建立索力与振动频率的关系,提高了超长斜拉索张力的振动测量精度,完善了索力振动测量方法。通过对实际工程的测试结果分析表明,该方法具有准确、实用和易编程的特点,完全能满足工程应用要求。     

基于悬链线理论的雷达高架索梁系统结构分析

针对目前雷达高架结构采用ANSYS软件计算中对拉索模型简化不合理造成的计算精度低的问题,提出了基于悬链线理论的高架拉索结构分析解决方案,并编制了拉索结构分析程序,采用典型算例证明了该程序的有效性.对不同拉索垂度情况下典型的两拉索高架结构的静态变形进行了分析,并对计算结果进行了校核.结果表明,该方法可以实现考虑拉索垂度效应的索梁系统的精确分析.     

拉索端部弹性约束振动控制

研究了拉索振动的轴向被动控制。在拉索端部沿轴向设置弹性约束,通过影响索端支座的移动改变拉索的振动特性,从而达到减振效果。考虑垂度、几何非线性及抗弯刚度的影响,通过D′Alembert原理建立拉索-约束系统平面内横向振动方程,通过Galerkin方法将偏微分方程转化为常微分方程,应用龙格-库塔数值积分法求解方程。仿真分析验证了该振动控制具有明显的减振效果,并给出了计算最优阻尼参数的近似解析式。     

图解桥梁施工技术(七) 斜拉桥施工(2)

正(接上期)斜拉桥拉索制作与安装斜拉桥拉索主要采用高强钢丝索、钢绞线和其他刚性索。高强钢丝直径一般为5~7mm,以7mm更常见,标准抗拉强度为1570~1860MPa,根据设计要求布置每根索的钢丝数量,为方便索的盘整、运输,索内钢丝有适当扭角;钢绞线直径一般为12~15mm,一般情况下,每根钢绞线均有防护层。为降低风、雨振的影响,     

全地面起重机超起拉索对主臂受力影响研究

在深入研究了全地面起重机超起装置工作原理的基础上,将悬链线理论应用到了超起装置的设计中,建立了超起拉索的线形方程.基于此方程,在ANSYS中用抗弯刚度极弱的梁单元模拟了超起拉索,并建立带超起装置的臂架系统有限元模型,对整个超起臂架系统进行了几何非线性有限元计算.以吊臂整体应力和销孔局部应力为考查点,通过算例定量分析了超起拉索线形对主臂和超起拉索受力影响规律.     

应用拉索频率方程修正数值解的索力识别方法

精确测量拉索索力是进行斜拉桥健康监测和工作状态评估的关键。在不考虑垂度、刚度、边界条件等因素的影响的条件下应用振动频率显式公式法识别实际工程中的拉索索力,会造成相当程度的误差。首先,通过对考虑上述条件时的隐式拉索频率方程零根的数值求解,给出了索力和频率的间接计算方法;其次,通过数值仿真,研究了该方法对索振动频率和索力识别误差的规律;最后,在此基础上建立了进一步的经验误差修正公式。实例研究表明,与其他显式公式方法相比,基于频率方程数值解的方法显著提高了识别精度,在此基础上进行的经验误差修正,可进一步大幅提高索力索频的识别精度;与有限元模型修正法相比,建议的方法计算耗时更小。     

弹性支承索参数识别方法

为了准确识别索参数,提出了采用有限单元法和系统参数识别技术相结合进行索参数识别的方法。考虑索的垂度、抗弯刚度、弹性嵌固和弹性支承等因素建立有限单元模型,采用反映出索非线性振动特性的轴力的梁单元模拟索。利用索特征值关于模型参数的灵敏度矩阵,建立了参数识别的理论/试验频率差与模型参数之间的关系式。该方法基于实测频率,通过迭代可以同时识别拉索索力和抗弯刚度。数值算例和试验验证了该方法的准确性和实用性。     

阻尼器对频率法拉索索力测量的影响

振动频率法应用于索-阻尼器体系的索力计算会产生较大误差.为了考察阻尼器对频率法拉索-阻尼器体系索力测量精度的影响,采用有限元仿真分析方法,分别研究了阻尼器阻尼系数、安装高度及其刚度等因素对体系频率和索力测量的影响.研究发现,阻尼系数和安装高度对高阶频率影响显著,阻尼器刚度对低阶频率影响显著.在阻尼系数和刚度都大于其对应临界值时,拉索在阻尼器位置处近似铰支,采用修改索长方法可在一定程度上提高索力测量精度.此外,采用拉索的二阶频率可以消除垂度影响,从而改进索力测量精度.     

预应力钢绞线疲劳性能研究

疲劳性能作为衡量桥梁拉索性能的重要指标,对拉索的安全裕度与使用寿命有着重大的影响。母材疲劳性能作为拉索疲劳性能的关键影响因素之一,研究钢绞线疲劳性能的影响因素,从而提升拉索疲劳性能具有重要的实际意义。结合以往经验,针对钢绞线疲劳应力幅、锚固方式及钢绞线表面状态这三个疲劳性能影响因素进行研究与分析,并通过试验进行验证。研究结果表明,环氧涂层对钢绞线疲劳性能具有明显的改善作用,夹片锚固方式对钢绞线表面造成的咬痕在应力幅较高时(400 MPa),对钢绞线疲劳性能产生的不利影响将会表现出来,普通钢绞线无法满足400 MPa疲劳应力幅需求。研究结果对拉索疲劳性能的改善提升具有重大意义,有利于提升桥梁拉索的安全裕度与使用寿命。     

桅杆式起重机缆风绳选用方法的探讨

缆风绳的选用是桅杆式起重机设计和校核的重要内容,笔者对桅杆式起重机缆风绳的选用方法进行探讨,提、出了缆风绳的合理选用方法。     

三维随行电缆简化模型有限元建模与模态实验

将一种电梯随行电缆简化为细长钢带结构,讨论了对该结构进行模态测试的方法。通过测试水平、垂直和侧向三个方向的振动,得到平面内与平面外的模态参数。利用壳单元与梁单元建立了细长钢带结构的三维有限元模型;模态实验得到的固有频率和振型与有限元分析结果一致;根据模态参数分析了随行电缆撞击墙壁、缠绕打结的原因,并提出改善其动力学特性的方法。     

机载雷达天线座线缆布置改进设计

机载雷达天线座线缆布置已成为天线座设计的重难点,尤其是低温下线缆阻力矩急剧增大等问题,亟需解决。文中通过分析机载雷达天线座布线设计常见方式,并就线缆阻力矩对电机性能的影响进行测试,总结出布线设计存在的主要问题。通过设计新型布线装置改进线缆扭曲,采用新型柔性材料改善低温下线缆变硬问题,对天线座线缆布局进行优化设计,较好地解决了线缆布置设计的常见问题。目前新型设计方法已在多型类似产品上成功运用,取得良好效果,为后续产品设计提供参考。     

幕墙钢索张力测试装置的原理及性能分析

阐述幕墙钢索张力的测试装置,介绍张力机械式测试装置、频谱分析测试装置及电阻应变式测试装置的原理,并进行性能分析,最后给出应用实例.     

缆索爬行机器人结构设计与动力学仿真

以实现缆索无损检测为目的,提出了一种用于携带缆索检测仪器的新型缆索爬行机器人的本体结构方案。机器人整体采用框架式的结构,其最主要的特点是实现了机器人爬行状态下调节抱缆力的功能。建立了抱缆力调整装置的数学模型。在AD.AMS中进行了动力学仿真分析,得到了机器人的动力学特种曲线。     

钢丝绳三维接触模型及丝间应力分布研究

建立了1×19IWS钢丝绳三维接触模型,该模型采用Splitting-pinball算法进行接触位置搜索,采用Augmented-Lagrangian算法进行接触载荷计算。对模型施加拉伸载荷,应用有限元进行了计算。分析计算结果,得出了钢丝沿轴线方向及在钢丝横截面内的应力分布规律;对照摩擦因数分别取0.10、0.11、0.12时的计算结果,得出摩擦因数对钢丝应力的影响规律,摩擦因数对钢丝切应力影响显著。分析了5个不同捻距倍数的钢丝绳计算结果,得出了捻距倍数对钢丝应力的影响规律,钢丝vonMises应力随捻距倍数增大而增大,但增大不明显,钢丝切应力随捻距倍数增大而减小,且在捻距倍数较小时变化幅度较大。进行了钢丝绳拉伸变形试验,试验结果与计算结果一致,说明所选用的模型是合理的。     

斜拉桥缆索缺陷检测机器人的研制

为保证斜拉桥的安全使用,对其缆索进行无损检测是非常重要的。本文论述了包括检测传感器、爬行机构和控制系统的斜拉桥缆索缺陷检测专用机器人。     

斜拉索索力测试及评价方法研究

斜拉桥是利用斜拉索把桥跨结构的恒载和承受的活载传递到塔柱上,斜拉索索力的大小对整个桥梁结构受力的合理性和主梁线形起着决定性的作用,因此对斜拉索的索力进行测试及评价对斜拉桥的安全运营十分必要。基于两端张紧弦模型,明确了基于频率法测试斜拉索索力的基本原理及过程。基于测试到的索力数据,提出了一种采用灰色关联度方法对全桥索力进行评价的方法。最后以一座斜拉桥的索力测试为工程依托,验证了方法的可行性和有效性。     

矿井提升机钢丝绳的粘弹性研究

以纤维芯钢丝绳为对象，研究其粘弹性力学性能。首先，从理论上推导钢丝绳单向拉伸时的拉力一位移关系，确定钢丝绳变形的时间相依性；然后，在应力松弛试验的基础上，建立钢丝绳的粘弹性力学模型，试验结果和分析表明，该模型能较好地描述钢丝绳在单轴拉伸过程中的应力松弛现象。纤维芯钢丝绳广泛用于矿井提升机中，在考虑钢丝绳的粘弹性性能后，提升机的卷筒所受的周向压力会随时间变化，卷筒的屈曲失效分析应该考虑这种效应。     

中支座可滑移连续索的静力分析

根据柔索应变与位移的非线性几何关系以及自重作用与温度影响下的平衡方程,采用欧拉描述的坐标系统精确求得各点的位移和张力的一般解.由可滑移连续索静力问题建立的非线性代数方程组应用改进的Powell混合算法编制的高精度DNEQNF程序直接进行求解.在算例中对中支座可滑移的两跨连续索当两跨索的自重相同或不同时进行精确计算,特别是当两跨索完全相同时,这些问题均与其他学者用不同方法得到的结果进行对比和分析.