粘弹阻尼结构的非平稳随机振动

在结构上粘贴高阻尼粘弹材料以减小振动,已成为当今普遍采用的减振技术。本文应用随机平均法分析了单自由度粘弹阻尼结构在具有宽带渐进谱的非平稳激励作用下的非平稳随机响应,然后采用模态迭加的方法进一步分析了常见的两种阻尼减振结构——无约束阻尼梁和约束阻尼梁的非平稳响应,并根据所得结果讨论了减小结构非平稳响应的方法。     

移动荷载下Kelvin地基上无限长梁的稳态响应

为评价公路、桥梁、列车轨道等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,基于线性系统的叠加原理,采用积分变换法求得了Kelvin地基上无限长梁的Green函数,并就各种荷载工况分别进行了讨论,得到了相应梁挠度的积分形式解.通过对移动集中荷载作用下梁挠度的积分形式解的数值计算分析,得到了相应的梁挠度的数值结果,并就地基阻尼、荷载移动速度等参数对梁挠度的影响效果进行了分析.当地基阻尼较小时,梁挠度的最大值随荷载移动速度的增大而增大;但随着地基阻尼的增大,梁挠度的最大值将随荷载移动速度的增大而减小.梁挠度在时间变化历程及空间分布上的不对称性随地基阻尼或荷载移动速度的增大而增大.     

简谐正弦磁压力对电磁发射轨道的瞬态响应

为解决电磁发射轨道发射精度不够高及炮筒使用年限不够长的难题,将电磁炮发射轨道模拟为移动载荷作用下弹性基础上的简支梁,利用欧拉梁理论建立了梁的力学模型;借助积分变换及逆变换和计算留数等方法,推导出简谐压力作用下轨道梁瞬态响应解析解;借助MATLAB软件分析了粘滞外阻尼系数、摩擦阻尼系数、弹性系数对梁的瞬态动力响应的影响。计算分析表明:轨道梁的挠度随黏滞外阻尼系数的增大而减小;随着材料应变阻尼系数的增大而增大;而弹性系数对挠度的影响不太明显,挠度曲线随着弹性系数的增加而呈下降的趋势。     

收缩徐变对装配式混凝土叠合梁挠度的影响

收缩徐变作用导致混凝土叠合梁挠度增加,从而影响构件的力学性能。为了研究收缩徐变作用下混凝土叠合梁挠度增加规律,建立了收缩徐变作用下混凝土叠合梁挠度计算方法,与数值模拟进行比较,结果相近。运用该方法对混凝土叠合梁的加载龄期、应力水平进行敏感性分析,结果表明：应力水平不同时,混凝土叠合梁挠度随加载龄期呈现不同变化趋势,应力水平较低时,挠度随加载龄期增大而增大,反之,挠度随加载龄期增大而减小;混凝土叠合梁叠合面处的徐变微差相对收缩微差较小,叠合面处预制和现浇混凝土变形不一致引起的挠度主要由收缩不一致引起。     

不同龄期混凝土收缩徐变对三塔结合梁斜拉桥的影响

为了研究混凝土桥面板收缩徐变效应对三塔结合梁斜拉桥的影响,以武汉二七长江大桥为工程背景,采用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL,考虑不同龄期的混凝土板,建立全桥有限元模型,分析了三塔结合梁斜拉桥在收缩徐变影响下挠度及应力的变化.结果表明:混凝土的收缩徐变引起二七长江大桥主跨挠度增加7.6 cm,塔顶水平位移增大5.6 cm,同时也使钢主梁拉应力增加10.9 MPa,混凝土板压应力减小0.6 MPa.混凝土加载龄期越长,对三塔结合梁斜拉桥挠度和应力的影响越小,并在混凝土龄期达到180 d后对斜拉桥的影响趋于稳定.     

短期低应力徐变作用后钢筋混凝土梁静力试验研究

混凝土徐变在加载初期发展很快,此时期结构往往处于施工期,承受较低的应力,但目前关于短期低应力徐变作用对钢筋混凝土梁静力特性影响的研究较少.文中设计制作3根相同尺寸和配筋的钢筋混凝土梁,经过不同时间短期低应力堆载后,对钢筋混凝土梁进行静载试验研究.试验结果表明,经过短期低应力徐变作用后的梁,在较低水平的静载作用时,随堆载徐变时间的增加,其跨中挠度显著增大,且挠度随荷载的增长速率亦增大;而梁侧裂缝的最大宽度和平均宽度随堆载徐变时间的增加而减小,且减小幅度较大.     

高阻尼机床主轴的研制及其减振性能试验

本文对一种新型的高阻尼机床主轴的结构和减振性能进行了研究。在保持机床主轴原有结构基本不变的前提下,在主轴上和箱体孔内加上阻尼圈,阻尼圈内充满高阻尼减振材料。动态试验表明,该装置能明显地减小机床主轴的振动。     

变速移动荷载作用下弹性地基梁的动态反应

目的为确定移动荷载的速度、加速度以及地基刚度等参数对梁动态挠度和弯矩的影响.方法利用Fourier积分变换法,推导在变速移动荷载作用下,弹性地基上无限长梁动态挠度和弯矩解析表达式.结果在给定移动荷载速度的情况下,梁的挠度随荷载移动加速度的增大而减小,当加速度为正时减小的幅度大,加速度为负时减小的幅度小;梁的弯矩与梁的挠度一样随移动的加速度增大而减小.在给定荷载移动的加速度的情况下,梁的弯矩随荷载移动的速度增大而增大.结论梁的动态挠度和弯矩随着车辆荷载移动速度和加速度的变化而变化.     

基于Euler-Bernoulli方程微悬臂梁弛豫分析

为探讨微机电系统中悬臂梁结构弛豫动力学特性,本文基于Euler-Bernoulli方程,计入空气滑膜阻尼对悬臂梁弛豫过程的影响,采用分离变量法导出悬臂梁挠度弛豫表达式;给出临界阻尼、过阻尼、欠阻尼梁挠度弛豫算例;利用ANSYS中瑞利阻尼模型对微悬臂梁临界阻尼、过阻尼、欠阻尼弛豫进行仿真,挠度弛豫过程在梁固定端附近与理论差异较大,仿真数据与理论偏差随挠度增加.     

随机激振下双层减振系统结构参数的确定

从电子设备和元件的减振问题出发，利用随机振动理论对双层减振问题作了研究；推导出双自由度系统质点绝对加速度及相对位移均方值的函数表达式，给出了系统结构参数与系统响应的关系曲线；得出了随机激振下双层减振系统结构参数的确定方法。     

高斯白噪声激励下减振器的最佳参数

本文采用了将求系统的响应的均方值,变为计算系统频率响应函数之模的平方的积分方法,求出了系统在高斯白噪声激励下响应的谱密度及其均方位.在响应的均方值取得极值的条件下,求得了系统的最佳参数(最佳频率比和最佳阻尼率).     

考虑粘结应力传递的抗弯加固锈蚀RC梁挠度计算方法

基于微元法思想,考虑锈蚀钢筋与混凝土之间粘结应力的传递,以及粘结应力传递前后截面应变的相容性,建立了钢板和FRP抗弯加固锈蚀RC梁挠度计算模型。为了验证计算模型的正确性,对比分析了多组试验结果。结果表明:在不同荷载等级下,与不考虑粘结应力的传递模型相比,考虑粘结应力的传递模型对钢板抗弯加固锈蚀RC梁的挠度计算结果更接近试验值。考虑粘结应力传递模型的极限荷载和对应极限挠度的误差范围为-0.6%～1.8%和-10.5%～9.1%,不考虑粘结应力传递模型的极限荷载和对应极限挠度的误差范围为1.1%～6.1%和-11.4%～-2.2%。该模型也能较精确地预测FRP材料(包括CFRP和BFRP)抗弯加固锈蚀RC梁的荷载-挠度曲线,极限荷载值的误差范围为-3.6%～4.2%,极限挠度误差范围为-4.2%～8.3%。     

铜基防振合金的高阻尼特性

采用电解铜、电解锰、电解锌、工业纯铝为原料,熔制了不同成分的Mn—Cu系合金及Cu—Zn—Al合金,并测试了其在不同初始应力下的减振能力。结果表明:此类合金的工作应力只有超过各自的临界应力才能发挥其高阻尼性能;含有适量Zn、Al的Mn—Cu合金具有较高的阻尼性能,是优良的减振材料。     

预应力型钢混凝土梁结构设计与研究

采用预应力技术改善大跨度型钢混凝土梁正常使用性能,从而形成新型的预应力型钢混凝土梁(PSRCB)组合结构。文章基于大跨度框架梁结构设计,对型钢混凝土梁与预应力型钢混凝土梁结构方案进行了对比研究,采用非线性有限元分析考察了预应力型钢混凝土梁的受力机理和结构设计的可靠性。结果表明:大跨度型钢混凝土梁的配筋由正常使用性能(如最大裂缝宽度)控制,采用预应力型钢混凝土梁更加经济合理;预应力型钢混凝土框架梁内置型钢减小了开裂后刚度的变化量,材料强度得到充分发挥;适度增加型钢混凝土梁预应力度可以减小的梁跨中挠度,降低钢筋及型钢受拉应力,改善其正常使用性能。     

粘弹性几何非线性梁动响应分析

本文用有限元法研究了在小应变中转动几何非线性情况下粘弹性材料梁的动响应问题，对粘弹性几何非线性梁的研究表明，在适当考虑梁的几何非线性性质的情况下，粘弹性阻尼梁具有更好的减振效果．     

饱和多孔弹性Timoshenko梁动力响应的广义多辛数值实现

采用广义多辛数值算法研究不可压饱和多孔弹性Timoshenko梁的流固耦合动力响应特性,构造梁动力响应方程的广义多辛形式,给出其Preissmann Box离散格式及各种广义多辛局部守恒律误差离散格式。数值模拟两端可渗透多孔弹性Timoshenko悬臂梁的动力响应过程,并分析其动力响应特性。发现两相耦合作用系数增大,梁各横截面的孔隙流体压力等效力偶、固相挠度和固相有效应力达到稳态值所需的时间缩短;梁长细比增大,所需时间加长,且挠度稳态值越接近相应经典单相弹性Euler-Bernoulli梁的静挠度值;随时间的推移,梁固相骨架承担所有外荷载,孔隙流体压力等效力偶最终将为零。表征耗散效应的参数取值减小,各种广义多辛数值误差的数量级也减小。     

随机振动环境下液压直管道设计方法

为了减小硬岩掘进机(TBM)工作过程中产生的随机振动对其液压系统中的液压直管道位移和应力的影响,建立了随机振动环境下液压直管道设计模型,并采用实验验证了模型的正确性。分析了管道结构参数对液压直管道应力响应和位移响应的影响规律,发现液压直管道应力响应和位移响应随管道内径和管道长度的变化趋势是相反的,而随着管道壁厚的增大,管道最大位移响应和最大应力响应均增大。采用基于遗传算法的多目标优化算法对随机振动环境下两端固支液压直管道的结构参数进行优化设计,对比分析了设计前后管道的应力响应和位移响应,结果表明,设计后的管道最大位移均方值降低了约16.21%,最大应力均方值降低了21.04%。研究结果可为随机振动环境中液压管道的抗振设计与选型提供理论依据。     

基于正交试验新型钢-混组合板梁桥结构参数优化

针对新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化问题,基于正交试验设计方法,选取钢板梁梁高、腹板厚度、混凝土桥面板厚度和强度等参数,设计16组试验,建立以跨中挠度、钢梁最大应力、桥面板最大拉应力以及自重为指标的综合优化目标函数,分析桥梁设计参数敏感性,获得了最优设计参数组合。结果表明,30m跨径桥梁设计参数敏感性顺序为:钢板梁梁高>桥面板厚度>桥面板强度>腹板厚度;最优方案为钢板梁梁高1.44m,桥面板厚度0.2m,混凝土强度C80,腹板厚度16 mm。与对比方案比较,恒载减小18.9%,钢板梁最大应力减小了46.1%,桥面板最大拉应力减小11.7%,跨中挠度减小58.3%。相关研究为新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化提供计算依据。     

塑钢纤维轻骨料混凝土梁受弯性能试验研究

试验制作了塑钢纤维掺量分别为0、3、6、9 kg/m³的4根轻骨料混凝土梁,研究塑钢纤维对轻骨料混凝土梁受弯性能的影响。结果表明：塑钢纤维有效地延缓了梁裂缝的发展,减小了最大裂缝宽度,使裂缝变得多而密;梁的开裂弯矩和极限弯矩随塑钢纤维掺量的增加均得到不同程度的提高,LC-9梁的开裂弯矩和极限弯矩相较于LC-0梁分别提高了72%和8.43%;纤维掺量增加,梁的屈服挠度减小,极限挠度增大,挠度延性系数μ_f增大,最大提高了92.23%;塑钢纤维使梁的相对受压区高度略微增大,持荷能力提高,降低了受拉钢筋应变,延缓了钢筋的屈服时间。     

聚合物基阻尼材料研究进展

阻尼材料广泛应用于交通工具、产业机械、建筑土木、家用电器、精密仪器和军事装备等领域的减振降噪.聚合物是一类传统的阻尼材料,当其受到外部交变应力时,通过高分子链内部或链之间的内摩擦将机械能转化为热能而消耗,从而达到减振降噪的目的.阐述了聚合物材料的阻尼机理与阻尼结构,介绍了几种常用的阻尼改性方法,综述了国内外互穿网络(IPN)结构、导电压电型阻尼、有机杂化等新型聚合物基阻尼材料的研究现状,并展望了聚合物基阻尼材料研究的发展趋势和前景.