有砟梯式轨枕轨道减振性能的理论分析与试验研究

为实验室铺设有砟、无砟两种梯式轨枕轨道,用自由落锤激励装置对两种梯轨减振性能进行对比研究。建立有砟梯轨、有砟普通轨道的数值模型,利用试验测试结果对模型进行验证。通过在模型中施加货运列车荷载对比两种有砟轨道减振性能。结果表明,有砟梯轨减振性能不及浮置式梯轨,在低频段有一定减振能力,20 Hz以下振动经道砟平均衰减25 dB,对控制重载货运列车环境振动具备潜在优势;梯式轨枕对分散列车冲击振动、降低时域内峰值有明显优势。     

纵向轨枕长度对梯式轨道减振性能的影响

为研究纵向轨枕长度对梯式轨道减振性能的影响,在现有纵向轨枕长度(6.15 m)的基础上,设计了另外两种纵向轨枕长度(3.65 m和8.65 m)。通过有限元软件Ls-Dyna建立不同纵向轨枕长度的梯式轨道模型,并通过实验室测试,验证其正确性。分析结果表明:纵向轨枕长度为6.15 m的梯式轨道(1)时域内,具有最小的基底振动加速度峰值;(2)1 Hz~200 Hz频段,具有最小的基底振动加速度峰值(峰值频率为49 Hz);(3)除1 Hz~5 Hz频段外,传递损失均大于纵向轨枕长度为3.65 m的梯式轨道传递损失。1.6 Hz~2.2 Hz频段以及7.6 Hz~200 Hz频段,传递损失大于纵向轨枕长度为8.65 m的梯式轨道传递损失。     

梯形轨枕竖向振动模态分析

梯形轨枕轨道作为一种新型的轨道结构,是基于纵枕轨道理论的基础研制的,在很多方面弥补了传统横向轨枕的不足,但其自身特点还有待进一步研究。已有的研究大多集中在静力方面,高速列车的发展引发的种种问题使得动力问题越来越突出。为了充分了解梯形轨枕的动力特性,并为进一步分析梯形轨枕轨道打下基础,论文对梯形轨枕的竖向振动模态进行分析,得到了其固有频率和振型,分析结果表明梯形轨枕具有整体性和传递性的特点。     

蚁群算法耦合LS-DYNA梯式轨枕轨道动力特性优化

为研究枕下减振垫材料密度和弹性模量对梯式轨枕轨道动力特性的影响,提出连续函数蚁群算法耦合LS-DYNA动力有限元程序的方法。首先利用连续函数蚁群算法程序,优化设计变量;其次,调用LS-DYNA动力有限元程序,对优化参数后的有限元模型进行计算;最后,将LS-DYNA动力有限元程序计算得到的结果反馈给连续函数蚁群算法程序。利用该方法,研究得出：在可取的材料参数范围之内,梯式轨枕轨道枕下减振垫最佳材料密度为620 kg/m3,最佳弹性模量为6.25×106 N/m2。将优化后的枕下减振垫用于地铁运营线,基底台座1 Hz~80 Hz频段加权VLz减小6.5 dB。因此认为,连续函数蚁群算法耦合LS-DYNA方法优化梯式轨枕轨道动力特性有效。     

城市轨道交通梯形轨枕轨道高架桥梁试验研究

作为一种新型的减振轨道,梯形轨枕轨道已在国内的城市轨道交通中有所应用.该文介绍了在北京地铁五号线高架桥梯形轨枕轨道试验段进行的一系列现场试验,以及为验证其减振特性进行的室内试验.通过对轨道不平顺进行测量,并测试了当列车分别运行在梯形轨枕轨道和普通无碴板式轨道上时钢轨、轨枕和桥面的振动响应,该文对测试数据在时域和频域进行...     

轨枕间距对钢轨模态参数影响研究

钢轨的振动形态直接影响着铁路轮轨的接触状态,不同的支撑条件对钢轨的振动有着较大的影响。应用模态分析和有限元理论研究钢轨不同支撑条件对钢轨固有频率和振型的影响。应用环境激励下模态参数识别方法对钢轨在不同支撑条件下的模态参数进行识别。针对四种支撑方式,分别得到模态参数,通过理论和试验分析表明,不同的支撑方式对轨道模态参数有较大影响。这一结论为合理铺设轨道提供依据。     

环境激励下冷却塔结构模态测试与阻尼比特性研究

现行冷却塔结构阻尼比均借鉴荷载规范中钢筋混凝土的5%取值,考虑到冷却塔结构自身构型和材料属性,在理论上其真实阻尼比应小于规范值;阻尼比作为风与地震动力分析的重要输入参数,其取值大小将直接影响冷却塔抗风及抗震安全性,然而,现阶段国内外均缺乏大型冷却塔的现场实测和阻尼比取值研究。选取国内8座典型塔高和塔型的冷却塔进行现场测试,获取了环境激励下塔筒典型部位的加速度响应振动信号。首先采用随机减量法和自然激励技术对实测信号进行预处理,然后结合ARMA,ITD和STD三种模态识别方法获得冷却塔前10阶结构自振频率和阻尼比,并将实测值与有限元结果进行对比和误差分析,再借鉴振型组合的思路推荐了8座测试塔的等效综合阻尼比,最后给出了以基频为目标函数的前10阶模态阻尼比和等效综合阻尼比的估算公式。研究表明,8座冷却塔实测频率与有限元分析结果较为一致,基频最大相差为4.4%;阻尼比识别结果分布较为离散,前10阶模态阻尼比最大为2.86%;8座测试塔的综合等效阻尼比范围均在1.13%-2.16%,误差分析结果表明本文提出的阻尼比拟合公式精度高、稳定性好。     

梯形轨枕轨道振动特性研究

为了探明梯形轨枕轨道在地铁车辆作用下的振动特性,利用车辆-轨道合动力学理论建立了地铁车辆和梯形轨枕轨道系统振动模型,假设车辆模型为多刚体系统,钢轨模型为无限长两端绞支离散支撑的Euler梁,用有限长两端自由的Euler梁模拟离散弹性支撑的梯形轨枕,利用显式积分法求解车辆-轨道非线性动力学方程,计算分析了梯形轨枕轨道在地铁车辆作用下的振动特性,讨论了轨道系统的振动与列车运行速度之间的相关性。研究结果表明:梯形轨道具有良好的减振性能,可以减小基础的动反力;随着地铁车辆速度的增加,钢轨和轨枕的垂向振动有所增大,而横向振动变化不明显。轮轨力随着车速的升高而增加。     

电机定子振动模态频率分裂特性分析

有效抑制由电机径向电磁力激发的电机定子振动是实现电机减振降噪的一个重要途径,而对电机定子模态频率及模态振型的准确分析是抑制电机定子径向振动的基础。采用圆环的弹性力学解析模型作为电机定子振动的分析模型,对无约束状态下电机定子的模态进行分析,得到了电机定子径向振动模态频率和模态振型的解析解。以齿槽和底脚为典型附加结构,采用摄动法对电机定子模态频率的分裂现象进行分析,总结了频率分裂与否以及分裂阶次的判定准则。通过ANSYS有限元软件验证了理论方法和计算的有效性。结果表明,所建立的二维圆环模型可以准确、高效地应用于电机定子模态特性的分析;附加结构的分布形式对定子频率分裂特性具有重要的影响。     

基于VMD的建筑结构模态参数识别

在建筑结构的健康监测、控制和状态评估中经常遇到的一个关键性问题是如何根据实测响应信号准确估计结构阻尼比及自振频率等模态参数。基于变分模态分解(VMD)提出一种新的结构模态参数识别方法。该方法首先对实测振动信号进行VMD分解,获得单模态信号,然后采用自然环境激励技术(NEXT)得到单模态信号的自由衰减响应,最后利用直接插值法(DI)和曲线拟合获得结构的自振频率和阻尼比。通过三层框架结构的数值模拟验证了该方法的准确性及可靠性。利用该技术对台风“达维”作用下广州中信广场的实测加速度数据进行分析,并将估计的结构模态参数和其他识别方法的分析结果进行对比,进一步验证了该方法的准确性和有效性。     

低阻尼板结构模态密度测试方法

导纳实部平均值法是主要的模态密度测试方法，理论上导纳实部是在连续频率上进行平均的，实际测试中通常是在离散频率点上近似平均的，但低阻尼结构各模态半功率点带宽较窄，模态重叠因子不高，若测试分析仪谱线间隔过大，则无法测得完整的导纳曲线，因此这种近似精度也不高。就低阻尼板结构模态密度测量中，用离散频率点导纳平均实部代替连续频域平均和有限测量点的平均值代替连续空间平均的精度分别进行了探讨，着重分析了实验测量精度与导纳分析仪谱线分辨率和测量点数之间的关系，并应用导纳分析仪的频谱细化功能成功测得了一块低阻尼板的模态密度。     

网壳风振响应主要贡献模态的识别及模态相关性影响分析

网壳结构具有模态分布密集的特点,在风振计算中,通常需要考虑多个模态的贡献,甚至需要考虑模态至相关的影响。因此,对网壳风振响应主要贡献模态的识别及相关性影响分析研究显得必要。文中提出,依据归一化模态广义位移协方差矩阵来判别网壳风振主要贡献模态以及分析模态相关性影响,是个简明直观的方法。文中还提出了网壳风振模态特性矩阵的概念,该矩阵与归一化模态广义位移协方差矩阵所反映的模态贡献主次关系的性质非常相似,同样可以用于模态分析,但计算量可以大大减小。     

用振动测量数据最优修正质量矩阵

在实际工程中，由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差，为了能够精确预测结构的动力响应，依据测量信息修正存在的动力模型是非常必要的。运用代数特征值反问题的理论和方法，研究了满足正交性条件的质量矩阵的修正问题，得到了Frobenius范数意义下的最优修正矩阵。     

土-结构动力相互作用对隔震结构影响的模态分析方法

本文将频域模态分析方法推广到土－结构动力相互作用对基础事震结构的影响分析下。基于上部结构固定时具有正则型的假设下,推导了地震激励作用下,土－结构动力相互作用对基础隔震结构影响的频域模态分析的步骤。算例表明,采用低阶模态进行计算,得到较高精度的分析结果的同时,可以有效地减少计算时间。     

大型减压循环水槽总体和局部模态分析

本文分析了我国正在筹建的大型减压循不水槽的结构特点,并建立了相应的有限元模型,计算了该水槽的总体和局部自振频率,并分析了其总体和局部振动的特性,为循环水槽结构的工程设计提供了有益的帮助.     

非比例阻尼线性结构体系动力分析的拟力实模态叠加法

对于非比例阻尼线性结构体系,利用体系无阻尼实模态来形成模态响应方程时,得到的模态方程组是关于模态阻尼矩阵耦合的。非比例阻尼可以分成两部分:耗散能量的比例阻尼和转换能量的非比例阻尼。基于这种概念,本文采用了一种拟力实模态叠加法来求解非比例阻尼体系的动力分析,即把前述耦合模态方程中代表非比例阻尼的耦合项作为虚力,放到方程的右端,再运用迭代法进行求解。这种方法综合了经典模态叠加法和拟力法的优点。数值算例表明,此方法具有很好的收敛特性,所得结果精度高。我们认为,这种方法可应用于实际工程分析。     

关于兵工器件环境试验的若干问题

本文阐述了兵工器件环境试验的若干问题,主要有:环境试验的力学内容,夹持件对试验的影响,夹具的频响特性与安装共振频率;复杂夹具的动特性对试验的影响与对策。最后,介绍闭环控制试验。     

钢和CFRP拉索的振型阻尼特性研究

应用非正交粘性阻尼理论和应变能比例阻尼理论,讨论了斜拉索振型阻尼比分布特征,通过与钢索实测值的对比,验证了粘性阻尼理论的适用性。在此基础上进一步比较了钢和CFRP拉索的振型阻尼比以及粘性减振器的阻尼效果。结果表明,由于初张力产生较大的势能,按应变能比例阻尼理论计算得到的拉索面外振型阻尼比不合理,且面内振型的阻尼比分布规律与实测值也不一致。根据实测结果推断得到的钢索粘性阻尼系数大约为10-4kN·s/m―10-3kN·s/m。拉索的垂度比对振型阻尼比影响显著,而倾角的影响不大。CFRP拉索的振型阻尼比大于钢索,且粘性阻尼器的附加阻尼效果较好。