振型函数拟合方法求解移动荷载作用下连续梁的响应

利用ANSYS对连续梁桥进行模态分析,得到各阶频率及振型数据.利用MATLAB编制程序对振型函数数据进行函数拟合,拟合函数采用等截面直梁的振型函数通式,相比样条插值函数和振型函数修正方法,该方法拟合得到的振型函数更为简单,更加和实际振型吻合,便于工程应用.利用拟合的振型函数,对移动荷载作用下连续梁的响应进行分析,应用方便,且得到相当好的结果.该方法具有较好的工程应用价值.     

梁摆系统耦合振动分析

分析了梁摆系统的耦合振动,梁和摆均考虑为线性.研究发现该系统含有非线性动力行为,在某些条件下会发生叉形分叉.用结构动力学理论建立了梁摆系统的耦合振动方程,用摄动法求出了系统的近似解,分析了该系统的动力响应及分叉.最后用MATHMATIC软件对分叉点前后动力响应进行分析.     

基于ANSYS的车桥耦合振动分析

为准确分析车桥之间的相互作用,根据模态综合法推导车桥系统动力平衡方程,基于ANSYS前后处理器的桥梁建模和结果后处理功能,结合自主程序VBDIP(Vehicle Bridge Dynamic Interaction Program),形成1个通用工具用于分析车桥耦合振动问题.以单自由度质-弹系统通过简支梁桥模型为例,计算车桥的动力响应.所得结果与相关文献结果吻合良好,表明该方法正确有效,可用于分析各种车桥耦合振动问题.     

基于板单元形函数的公路桥梁车桥耦合振动分析方法研究

为研究公路多片式梁桥的车桥耦合振动问题,提出一种基于矩形薄板形函数的车桥耦合振动分析方法.该方法以车轮与桥面接触点为界,将车桥耦合系统分为汽车与桥梁2个子系统,分别采用虚功原理与有限元法建立各自的运动方程,并通过车轮与桥面接触处的位移协调条件及车桥相互作用力的平衡关系相耦合,采用矩形薄板形函数实现车桥接触点位移与桥梁节点位移的联系以及车桥相互作用力的分配,通过迭代求解汽车和桥梁的运动方程得到其动力响应.根据分析方法的计算流程,编制了汽车 桥梁耦合系统的动力分析程序,并通过算例分析验证其可行性.研究结果表明,使用基于矩形薄板形函数的公路桥梁车桥耦合振动分析方法得到的车桥动力响应具有较好的精度,该方法具有广泛的适用性,可为多片式梁桥的车桥耦合振动分析提供一种新思路.     

竖向环境振动对人车路系统耦合振动的影响

为分析竖向环境振动对人车路系统耦合振动的影响,人体采用并联动力模型,车辆采用7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上梁单元进行模拟,通过车路之间的动态轮胎力建立起考虑竖向环境振动作用的人车路耦合振动方程;运用New-mark积分法对方程组进行求解,采用人体竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价;对地震波频率和地震波幅值对系统振动的影响进行讨论,以及车辆乘坐舒适度和乘坐者人体生理反应进行分析.数值分析结果表明:竖向环境振动加剧了人车路系统的振动,显著增大了车辆乘坐舒适度指标;地震波频率和地震波幅值对车辆乘坐舒适度的影响都很大.     

磁浮列车车轨耦合振动仿真研究

为了分析车轨道耦合振动过程中各因素的影响,建立了车体-悬浮架-轨道的简化动力学模型和动力学方程,利用数值方法研究了一节列车在静态悬浮过程中,整个车体与轨道耦合振动的垂向动力学行为.分析了轨道和车辆主要参数对振动的影响,并给出了仿真结果.仿真结果表明,轨道的抗弯刚度,长度,车轨质量比,以及车辆的悬浮刚度对于耦合振动影响较大;同时经过二系悬挂的衰减,车厢的振动较小.结论可供车辆悬浮控制器设计和轨道梁设计参考.     

车桥耦合系统固有频率的研究

建立了用来计算车桥耦合系统各阶固有频率的特征值方法理论,研究了系统的各阶固有频率随车辆在桥梁上相对位置和车辆与桥梁相对刚度的变化规律,以及系统基频随车速和加速度的变化规律.数值算例结果表明,车桥耦合系统的各阶固有频率不仅与相对位置有关,而且与相对刚度有关,并且呈现一定的规律性,车速和加速度对耦合系统的基频也有一点程度的影响,若用桥梁的固有频率取代耦合系统的固有频率将会产生较大误差.     

车-简支梁桥耦合振动系统中全局最大动力响应研究

本文采用四分之一车辆模型和等截面简支梁模型,建立了车-桥耦合振动计算模型,分析了车辆匀速驶过桥梁时,桥梁动挠度、动弯矩、动剪力的全局最大值及发生的位置.进一步分析计算了车速、车距和桥梁模态截断阶数对桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值的影响.结果表明,车速对桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值影响较大,全局最大动挠度和全局最大动弯矩均出现在跨中附近,车速不同位置也不同,而全局最大动剪力均出现在车辆下桥的梁端;两车同时上桥时,前后车车距越大,桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值越小,当达到一定车距时,三者不再减小且与单车情况相同;为提高桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值计算精度,桥梁模态截断阶数宜分别大于3阶、6阶、7阶.     

基于多体系统动力学和有限元法的联合仿真在车桥耦合振动研究中的应用

为了实现车桥耦合振动精细化仿真研究,利用多体系统动力学软件SIMPACK建立完整的车辆空间模型,采用空间杆系和板壳混合单元有限元方法建立桥梁的动力分析模型;然后将车辆和桥梁两个子系统在轮轨接触面离散的信息点上进行数据交换,实现车桥耦合振动联合仿真分析。以高速铁路上的简支梁桥为研究对象,采用基于多体系统动力学和有限元法结合的联合仿真技术,计算了弹性轮轨接触时动车组列车以不同车速通过桥梁的空间耦合振动响应,证明了该研究方法的可行性。     

磁悬浮系统车轨耦合振动研究

该文首先建立磁悬浮列车系统的车轨耦合模型,为了确保系统的全局稳定,利用状态反馈方法对磁悬浮非线性系统进行精确反馈线性化。分析了在常规反馈控制规律下,磁悬浮列车系统产生车轨耦合振动的原因。由于系统可控,如果对系统采用全状态反馈控制,可以将系统极点设置在任意位置。该文从实际的实验角度出发,考虑到并不是所有的磁悬浮系统的状态都可以获取,因此只能在常规控制规律基础上引入电磁铁的垂向速度作为控制量,实验证明：这一做法对磁悬浮系统的车轨耦合振动起到了很好的抑制作用。最后仿真说明了该文提出的控制方法对抑制磁悬浮系统车轨耦合振动的有效性。     

车-桥系统的振动分析及控制

推导出了由变速行驶车辆与不同边界和路面不平桥梁组成的系统,在安装调质阻尼器(TMD)后的无量纲运动微分方程.作为其特例,研究了匀变速车辆与简谐路面简支桥梁系统,获得了桥梁跨中的无量纲最大挠度随加速度、减速度、初速度、质量比和路面不平度的变化规律,并对系统发生共振时进行TMD控制.数值计算表明:加速度、减速度、初速度和质量比对桥梁的影响均很大;路面不平度对桥梁的影响不可忽略,因为它甚至有可能使桥梁产生共振;TMD可明显减小桥梁的共振振幅.     

三类保辛摄动及其数值比较

摄动法近似应当保辛．本文指出,有限元位移法自动保辛,有限元混合能表示也保辛．摄动法的刚度阵Taylor级数展开能证明保辛;混合能的Taylor级数展开摄动也证明了保辛．但传递辛矩阵的Taylor级数展开摄动却不能保辛．辛矩阵只能在乘法群下保辛,故传递辛矩阵的保辛摄动必须采用正则变换的乘法．虽然刚度阵加法摄动、混合能矩阵加法摄动与传递辛矩阵正则变换乘法摄动都保辛,但这3种摄动近似并不相同．最后通过数值例题给出了对比．     

Application of homotopy perturbation method and homotopy analysis method to fractional vibration equation

In this paper, the approximate analytical solutions of the mathematical model of vibration equation with fractional-order time derivative β (1<β≤2) for very large membranes are obtained with the help of powerful mathematical tools like homotopy perturbation method and homotopy analysis method. Both the methods perform extremely well in terms of efficiency and simplicity. The validity and applicability of the techniques are shown for obtaining approximate numerical solutions for different particular cases which are presented through figures and tables.     

多级平行轴齿轮传动系统动力学仿真

为分析多级平行轴齿轮传动系统内部难以直接测量的振动信号,建立了4级齿轮传动系统非线性动力学46自由度仿真模型,并基于势能法对时变啮合刚度进行精确求解,采用4阶Runge-Kutta法对集中参数模型进行Matlab编程,进而分析时变啮合刚度对模型响应结果的影响。基于分析结果,探究了引起多级平行轴齿轮传动系统振动的重要原因。同时,通过模型振动时域响应及频谱分析,发现各级传动齿轮之间存在耦合振动现象,能够为实际多级平行轴齿轮传动系统健康监测与故障诊断提供理论支撑与科学指导。     

A new homotopy perturbation method for system of nonlinear integro-differential equations

In this paper, a new homotopy perturbation method (NHPM) is introduced to obtain exact solutions of system of nonlinear integro-differential equations. Theoretical considerations are discussed. Two examples are given to demonstrate the efficiency of NHPM to the classical HPM and variational iteration methods.     

基于改进占空比扰动法的光伏系统的研究

最大功率跟踪技术是光伏发电系统的关键技术之一.通过对经典最大功率跟踪方法的分析,以及传统占空比扰动法的比较,采用一种改进的占空比扰动法,该方法能在线调整步长,解决传统方法出现的“误判”问题,并通过仿真实验验证该方法的有效性.