双主跨悬索桥颤振节段模型试验模态匹配问题

多主跨悬索桥颤振节段模型风洞试验存在模态匹配问题,为了明确该类试验如何匹配竖弯模态与扭转模态以及哪种弯扭模态组合的颤振临界风速最低,以马鞍山大桥为工程背景,根据模态相似性匹配出3种弯扭模态组合,在节段模型风洞试验中测试了各组合的颤振临界风速,并对结果进行比较分析．结果表明:相同攻角下,一阶反对称竖弯与一阶反对称扭转模态组合的颤振临界风速最低,因此该组合是双主跨悬索桥二维颤振的控制组合;相同攻角下,一阶对称竖弯与一阶对称扭转模态组合的颤振临界风速略高于一阶反对称竖弯与一阶对称扭转模态组合的颤振临界风速;古典耦合颤振的Van der Put公式和Selberg公式能够预测各组合的颤振临界风速相对大小关系,但不能准确预测颤振临界风速数值．     

深切峡谷底斜拉桥颤振稳定性能研究

以峡谷底斜拉桥——迫龙沟大桥为工程背景,结合地形试验结果和大桥具体位置确定了桥位处的设计风参数;分别检验了小风攻角和大风攻角下颤振稳定性能,阐明了颤振临界风速随风攻角改变的变化规律;分析了颤振导数和系统阻尼的变化特征,获得了不同结构状态下主梁断面颤振驱动机理。结果表明:峡谷底桥梁的设计基准高度可参照跨中位置确定,颤振检验风速可按不同风攻角区间分别确定;颤振临界风速和颤振检验风速随风攻角的增大均呈降低趋势,但由于下降速率不同有可能出现小风攻角下颤振不失稳而大风攻角下颤振失稳的现象;不同风攻角状态下或施加气动措施前后,颤振导数和系统阻尼与折减风速的变化特征相似,表明颤振驱动机理和颤振形态均保持不变。     

桥梁颤振临界风速的概率密度演化计算

针对桥梁结构自身特性以及外部环境的随机性(如刚度、质量、阻尼比、气动导数等因素)所造成的桥梁的颤振临界风速不确定,难以衡量桥梁颤振稳定性问题. 将概率密度演化方法与桥梁颤振多模态耦合分析方法相结合,以江阴长江大桥作为实例,通过考虑桥梁结构自身的不确定性及气动导数的不确定性,给出不同模态阻尼比及频率的概率密度演化过程. 研究表明:结构模态阻尼比及频率在低风速情况下的概率密度分布可近似认为服从正态或对数正态分布,高风速下的概率密度则无法用单一的概率分布来描述,概率分布会出现双峰甚至多峰的情况;与按确定性方法到的颤振临界风速相比,按概率密度演化方法得到的颤振临界风速较小.     

截面按指数规律变化梁的稳定性研究

应用Ｂｅｓｓｅｌ函数导出了截面按指数规律变化梁的临界荷载公式。     

风激拉索的张弛振荡分析

为了研究斜拉索在横向风激励下的多模态张弛振荡特性,获得临界风速表达式,建立拉索受风力作用的非线性运动微分方程,基于索纵向运动相对较小而导出关于索横向运动的偏微分振动方程,运用Galerkin法将该方程转化为常微分方程组,用以描述索的多模态自激振动;应用非线性振动的平均法,求解得到该系统的自激振动分析解,确定索张弛振荡及存在性条件,分析计算索前二阶模态张弛振荡的临界风速,并通过数值模拟验证.提出风激拉索多模态张弛振荡及临界风速的分析方法,研究结果表明,拉索张弛振荡的临界风速随结构模态阻尼而提高,并受振动模态、风速变化和风力系数等影响.     

风驱雨作用下桥梁主梁颤振节段模型试验研究

针对风驱雨作用下桥梁主梁的颤振问题,依据风驱雨作用和主梁振动特点,给出了分别考虑雨滴冲击和表面积水后的降雨相似关系,并探讨了其选取原则。选取大跨度桥梁较常采用的典型断面,通过节段模型试验模拟了风驱雨对主梁断面的颤振导数和颤振发生过程的影响。试验结果表明：主梁断面的颤振气动导数随雨强的变化无明显规律,各导数的变化量值相当,随风速增加,降雨引起的导数变化有所加大,但基本没有改变其随风速变化的整体趋势,试验雨强120 mm/h时,模型颤振临界风速会有20%~30%左右的提高,但考虑雨强相似比后可以认为降雨对桥梁主梁的风致颤振失稳特征的影响基本可以忽略。     

鄂东长江大桥风致振动三向连续型控制试验研究

以鄂东长江大桥为研究对象,通过风洞试验,获得桥梁理论所需的三分力系数及其导数数值和18个气动导数;采用三向连续型控制器对桥梁风致竖向,横向及扭转振动进行控制。结果表明:三向连续型控制器可明显减小桥梁的竖向、横向及扭转振动,并能明显提高桥梁的颤振临界风速。     

起重机箱形伸缩臂稳定性分析的精确理论解

运用二阶理论建立的梁－柱平衡方法导出平面梁单元刚度矩阵;在小变形条件下,该刚度阵精确地包含了梁单元的线性刚度阵和肉体刚度阵。由结构刚度矩阵行列式值为零的失稳条件导出结构失稳特征方程,从而精确地确定系统临界力值。本文以起重机箱形伸缩吊臂为例,对多节变截面阶梯柱的稳定性进行分析,给出任意阶起重机箱形伸缩壁临界力求解的精确递推公式。     

不同风障形式下桥梁断面行车风环境及颤振性能

为研究不同形式风障下的桥面风环境和结构颤振性能,以主跨为918 m的单箱悬索桥为对象,首先结合CFD数值模拟,比较3种风障下风速剖面及侧风折减系数的变化规律,进一步选取带椭圆形风障的主梁断面和无风障的原始断面开展节段模型颤振和测力风洞试验,分别对比研究风障对颤振临界风速和静力三分力系数的影响,最后借助二维三自由度方法分析设置风障前后的颤振发散驱动的变化.结果表明:设置风障能有效地降低行车高度内的平均风速,改善桥面风环境;在对比方案中,矩形断面的侧风折减效果最佳,而椭圆形风障对于侧风的折减效果可接受,且阻力系数小于其他形式;设置椭圆形风障后断面的阻力系数较原始断面提高明显,颤振临界风速小幅度的提高,断面颤振发散机理发生显著变化.     

弹性薄腹工形截面梁的临界双力矩

本文提出临界双力矩的概念,在考虑横截面周边形状改变的基础上导出临界双力矩的算式,并用来计算弯矩与双力矩共同作用下工字钢梁的临界力矩,得到有实用意义的相关公式.     

Finite element modeling and feedback control of piezoelectric smart structures

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｅｃｅｎｔｌｙ ,ｌａｒｇｅｓｉｚｅ ,ｌｏｗｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｂｅ ｃｏｍｅｔｈｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｖａｒｉｏｕｓａｅｒｏｓｐａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ,ｔｈｅｖｉ ｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｕｒｇｅｎｔｐｒｏｂ ｌｅｍ .ＴｈｅｉｄｅａｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰａｓｓｉｖｅａｎｄＡｃｔｉｖｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ (ＩＰＡＶＣ)ｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂｙＮｅｕｂｅｒｔｉｎ 1993[1] …     

计算转子—轴承系统临界转速的新方法

本文提出了一种计算转子—轴承系统临界转速的新方法,用本方法计算转子—轴承系统的临界转速,不用对转子进行简化,并且考虑了油膜的刚度、油膜的阻尼、滑动轴承座的质量、基础的刚度、基础的阻尼。建立了滑动轴承—基础系统的机械网络,导出了滑动支承的总刚度系数K的表达式。该方法在分析多轴系统时,只把联轴节作为一个边界条件,不象传递矩阵和有限元等方法那样,必须重新建立方程,因而使分析过程大大简化。     

一端固定另一端简支钢梁在均布荷载作用下整体稳定承载力的研究

目的研究一端固定另一端简支钢梁,在均布荷载作用下弹性阶段失稳的整体稳定承载力的计算方法.方法应用附加约束条件下变分法的瑞利-里兹法,推导了弹性屈曲临界荷载的计算式并利用该方法进行了验证.结果编制了两种方法所得计算式的计算机程序,对196根不同截面和跨度的钢梁计算了临界荷载,计算结果符合规律.对计算结果的比较表明,两种方法所得计算式的计算结果相当吻合.结论研究表明,利用所编制的计算机程序便于计算所研究梁弹性阶段失稳的整体稳定承载力.与用于验证的计算式相比,笔者提出的计算式便于进一步研究简支端约束条件的改变对梁整体稳定性的影响.     

压杆稳定的动力分析

尝试使用动力分析的方法对压杆进行研究，导出了轴向压力与横向振动频率之间的关系表达式．据此不仅可以得出与静力分析相同的临界力的欧拉公式，还可以建立一种由振动测试压杆临界力的方法．     

基于有限单元法的大型水轮发电机组自振特性研究

基于有限单元法,建立了考虑各种影响因素的大型水轮发电机组自振特性的计算模型,推导了用有限元法求解临界转速的计算公式.使用ANSYS和MATLAB等大型软件,对工程实例进行了计算,讨论了陀螺效应、不平衡磁拉力、导轴承刚度等因素对机组临界转速的影响及影响程度.计算结果的合理性,说明该计算模型和计算方法可用于水电机组的自振特性计算和振动设计,也可为其他转子动力学问题的研究提供参考.     

轴心轨迹图在机器故障诊断中的应用

故障在机器运转过程经常出现 ,不同的故障表现出不同的信号特征。轴心轨迹图是从轴承或轴颈同一截面的两个相互垂直的方向上监测得到的一组振动信号中提取的一种有用故障信息。它可以通过振动位移和激振力的相位的变化来判断转子的临界转速 ;当挠性转子由不平衡力引起振动时 ,在不同的转速下有不同的振型 ,根据不同的振型对转子进行有针对性的平衡 ;另外根据检测到的轴心轨迹图形状 ,可以分析出造成振动的具体原因 ,根据不同的原因进行防振和减振。在实际操作中 ,根据轴心轨迹图还可以得出振动的前期征兆 ,对防止故障的恶化和排除故障具有指导作用。     

开关磁阻电机定子系统磁固耦合解析建模分析

建立了开关磁阻电机定子系统磁固耦合振动微分方程;在考虑开关磁阻电机位移场与电磁场相互作用、相互影响的条件下,利用麦克斯韦张量法和磁路法,推导出开关磁阻电机定子系统所受径向电磁力;结合梁函数组合法解得定子系统径向振动位移表达式。以一台8/6样机为例,将所求结果与二维有限元分析结果进行了对比,验证了所建模型的有效性,所建模型符合实际开关磁阻电机结构及运行特点。     

轮轨集总参数简化模型稳定性与分岔研究

基于轮轨集总参数简化模型,采用Hertz非线性接触理论模拟轮轨接触力,导出轮轨耦合非线性动力学模型的状态方程。利用自适应变步长Runge-Kutta法求解状态方程,可得到轮轨系统各部件位移、速度、加速度等随车辆运行速度的变化规律及车辆失稳的临界速度。数值结果表明,该方法不仅可以得出系统的失稳临界速度,而且可以观察到各部件的振动情况和失稳形态。     

集中力偶下工字型简支梁的侧向屈曲临界载荷

讨论了工字型简支梁在一端受集中力偶作用时的侧向屈曲问题,从理论上推导了其侧向屈曲的临界载荷,并同时用能量法给出了近似计算公式。两种方法得出几乎一致的结果     

某涡扇发动机转子系统稳定裕度及其灵敏度分析

某型涡扇发动机转子系统由3个单转子系统构成。将该三转子系统在耦合处分开,把耦合力作为单个转子上的外力,并利用集总参数法和各节点的振动微分方程表达式建立单个转子的振动方程。利用各转子间耦合部件的总体耦合矩阵将单个转子的振动方程耦合在一起,建立了整个三转子系统的振动微分方程。通过求解整个系统的振动微分方程,得到整个系统所有模态的对数衰减率,并进一步求出系统的稳定裕度和其灵敏度。研究结论表明：提高高压转子轴承的阻尼和高压转子的弯曲刚度可以有效提高系统的稳定裕度;联轴器的存在和转子转速的提高都会降低转子系统的稳定裕度。