基础位移激励下碳纤维矩形索网的非线性振动

研究碳纤维材料矩形单层索网在基础位移激励下的非线性振动问题,是索网抗震防震设计的基础．在考虑温度变化的基础上,建立了碳纤维矩形索网在基础位移激励下的非线性振动方程,采用Galerkin原理及KBM法求得了碳纤维材料矩形单层索网非线性振动的近似解．在把碳纤维索网与钢丝索网比较的基础上,讨论分析了温度、位移激励、振幅、阻尼等因素对矩形单层索网非线性振动的影响,得到了碳纤维索网振动特性优于钢丝索网振动特性的结论．     

基于降阶模型的斜拉索振动的半主动神经网络控制

根据模态降阶理论,获得了斜拉索-阻尼器系统的降阶模型,有效地缩减了系统的自由度.根据ER/MR阻尼器特性和主动控制中LQG控制理论,建立了面向速度剪切的半主动LQG控制方法,并获得了很好的控制效果.本文设计了神经网络的观测器,使用的传感器数目大大减少,根据智能控制理论,设计了神经网络控制器,并提出采用该神经网络作斜拉索半主动控制的控制算法.振动仿真的结果表明,经过离线训练后的神经网络观测器和控制器,有效地抑制了斜拉索的振动.     

基础位移激励下椭圆抛物面碳纤维索网的振动

在考虑温度变化的基础上,研究椭圆平面双曲抛物面碳纤维索网在基础激励下的非线性振动问题,建立了椭圆平面双曲抛物面碳纤维索网在基础位移激励下的非线性振动方程,采用Galerkin原理及KBM法求得了椭圆平面双曲抛物面碳纤维索网非线性振动的近似解．在把碳纤维索网与钢丝索网比较的基础上,讨论分析了位移激励、温度、振幅、外阻尼等因素对椭圆平面双曲抛物面碳纤维索网非线性振动的影响,得到了碳纤维索网对温度变化不敏感,而钢丝索网受温度的影响却很大,且碳纤维索网振动特性优于钢丝索网振动特性的结论．     

基于视频相位的拉索振动检测

作为斜拉桥的重要受力构件,斜拉索的振动检测对桥梁健康监测具有关键作用.在实验室理想条件下,传统的空间相位振动检测算法能够实现结构振动的高精度测量,然而在实际场景下,环境因素如车辆、风激励以及拉索与地面的角度等会对测量结果造成较大的误差,因此其不适用于实际场景下的拉索振动检测.针对此问题,本文提出了一种基于方向自适应复可控滤波器的拉索振动频率检测算法,用于实现在真实场景下拉索振动的精确测量.首先,利用拉索的直线特性检测拉索位置,并确定拉索主振方向;其次根据拉索的振动方向特性,设计方向自适应复可控滤波器组,对视频的每一帧图像进行分解处理,得到不同尺度同一方向的相位谱和幅度谱,并对拉索边缘区域相位进行增强;最后将每一帧图像处理得到的不同尺度的空间相位进行平均,按时间顺序排列生成相位序列,对提取到的相位序列进行傅里叶变换得到拉索振动主频频率.通过与加速度传感器测量结果比较,证明本文算法鲁棒性较高,能够满足真实场景下桥梁拉索振动测量的应用需求.     

基础激励作用下悬臂输流管的振动实验研究

通过实验的方法对基础激励作用下悬臂输流管的动力学行为进行振动测试分析.设计并搭建了悬臂输流管振动测试的实验平台,深入研究了悬臂输流管在不同流速及不同参数情况下的振动行为,分析了在基础激励作用下,悬臂输流管振幅的变化规律.结果表明,悬臂输流管的物理参数对悬臂输流管发生颤振失稳的临界流速有着极其显著的影响,在基础激励作用下,悬臂输流管的振幅明显增大,并且当激振力频率接近悬臂输流管的固有频率时,输流管的振幅达到最大.     

斜拉索的磁流变半主动自适应控制器设计

考虑描述磁流变(MR)阻尼器力学行为的LuGre动态摩擦模型,建立了新的斜拉索-MR阻尼器系统模型,该模型能够很好地描述斜拉索-阻尼器系统的动态特性,且能够实时辨识MR阻尼器内部参数.对于新的系统模型,基于Lyapunov直接法设计了抑制斜拉索振动的半主动自适应控制方法;原系统可变换为带有小参数的奇摄动系统,采用奇摄动理论对该系统进行分析,得到了另一类半主动自适应控制方法.仿真结果表明提出的两种控制方法均能够很好地抑制拉索振动.     

斜拉索主参数共振的稳定性分析

研究轴向激励下斜拉索的主参数共振的稳定性问题．考虑拉索垂度和几何非线性的影响,导出了拉索在轴向激励下的非线性参数振动方程．利用多尺度方法研究了斜拉索的主参数共振问题,并对其稳态解的稳定性作了较详细的分析．对斜拉索的主参数共振进行了数值模拟,得到了不同阻尼、初始条件及激励幅值作用下拉索的时程曲线．结果表明：斜拉索的固有频率与外激励参数对斜拉索稳态解的个数及其稳定性都存在直接影响,从而对斜拉索的参数设计起到了指导作用．     

端部激励相位差对悬索亚谐波共振响应的影响

悬索受多个端部激励后可能产生复杂的非线性动力学现象.为研究端部激励相位差对悬索亚谐波响应的影响,建立两端受激励的悬索模型,得到无限维离散运动方程,采用多尺度法研究面内亚谐波共振,并通过数值积分加以验证.文中给出了多激励系统等效激励幅值和响应相位的一般表达式,定性定量分析了面内两两激励的不同组合对响应幅值和相位的影响.结果表明：端部激励相位差对悬索响应幅值的影响以2π为周期变化,关于π对称.端部激励间的相位差可以使响应相位在一个名义单激励系统的响应相位基础上发生移动,当激励相位差逐渐由0转变为π的同时,相频曲线也非同步地位移了π.激励相位差不改变系统的软硬性质,但会影响响应幅值和共振区宽度,且其共振区宽度关于σ=0对称.     

轴向运动梁横向非线性振动研究

应用增量谐波平衡法(IHB法)研究轴向运动梁横向非线性振动的内部共振．根据哈密顿原理建立非惯性参考系下轴向运动梁的横向振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散运动方程,再应用IHB法进行非线性振动分析,研究了在固有频率之比ω20／ω10接近于3：1情况下,外激励频率ω在ω10,ω20附近的具有内部共振的基谐波和次谐波响应．数值结果表明了IHB法是一个求解轴向运动体系非线性振动的非常有效的半解析、半数值的方法。     

索受外激励作用下索拱结构非线性动力学分析

研究索拱结构中索受外激励作用下索拱之间非线性动力学问题．利用已建立的索拱结构非线性动力学耦合面内运动微分方程,采用Galerkin方法把索拱结构的面内运动方程进行离散,然后利用多尺度法对离散的运动方程进行摄动得到索主共振情况下的平均方程,研究在索受到外激励作用下索振动对拱的振动产生的影响,同时对索拱结构内共振时的稳定、分叉及混沌情况进行了分析．结果表明：索某阶频率与拱某阶频率接近时可能出现内共振现象,能量在索拱之间相互传递,原本静止的拱也可能出现共振现象,共振频域区间内索拱振动将出现跳跃、分叉及混沌等复杂的非线性动力学行为．     

非线性地基上正交异性矩形板的非线性热振动

研究了非线性地基上正交异性矩形板的非线性固有热振动.采用常规的L-P法分析非线性地基上正交异性矩形板的非线性热振动难以得到高精度的近似解,为此,先对该强非线性振动系统进行参数变换,将该强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统.然后采用改进的L-P法进行求解,得到了强非线性振动系统的高精度近似解.此外,讨论了温度、地基特征参数、长宽比等因素对非线性地基上正交异性矩形板非线性热振动固有频率的影响,得到了非线性地基上正交异性矩形板热振动频率随温度下降、地基特征参数变大、长宽比变大而增大的结论.     

Preliminary design and parametric study of 1400 m partially earth-anchored cable-stayed bridge

The preliminary design and parametric study of 1400 m partially earth-anchored cable-stayed bridge are described. Static per-formance of this new type of bridge is discussed. Compared with fully self-anchored cable-stayed bridge, its advantages in fin-ished state are summarized. Based on numerical calculation, effects of several structural parameters on static performance are presented.     

地震作用下非弹性地基桩的3次超谐波共振

研究了地震作用下非线性地基中桩基的3次超谐波共振问题.从地基桩中抽象出力学模型,考虑地基的非线性因素,运用Hamilton变分原理建立了桩基的非线性控制方程.利用Galerkin方法离散上述方程,基于多尺度摄动法研究了地震作用下非线性地基中桩的3次超谐波共振问题.以某嵌岩圆形桩为例,研究了地基土层厚度、剪切波速度及频率比对地震力的影响,数值模拟了非线性地基桩的3次超谐波共振响应,探讨了地震力、地基弹性及非弹性系数对超谐波幅频响应的影响,最后研究桩基产生3次超谐波共振时的时间历程曲线.结果表明,当地震波频率约等于桩基固有频率的1/3时,容易激发桩的3次超谐波共振响应;桩基的3次超谐波共振响应随着地震力、非弹性系数的增大而变得更加显著,随着弹性系数的增大而逐渐变小.     

Nonlinear identification of systems with parametric excitation

In this paper, the incremental harmonic balance nonlinear identification (IHBNID) is presented for modelling and parametric identification of nonlinear systems. The effects of harmonic balance nonlinear identification (HBNID) and IHBNID are also studied and compared by using numerical simulation. The effectiveness of the IHBNID is verified through the Mathieu-Duffing equation as an example. With the aid of the new method, the derivation procedure of the incremental harmonic balance method is simplified. The...     

铰支柔性梁主参数共振的时滞反馈控制

研究了时滞反馈控制作用下铰支柔性梁主参数共振问题.采用多尺度法,从理论上推导了时滞位移反馈控制作用下铰支柔性梁非线性主参数共振,分析了时滞、反馈控制增益,非线性系数等系统参数对系统非线性主参数振动的影响,分析了主参数动力响应随参数变化的规律.结果表明:随着反馈增益的增大,系统响应幅值得到明显抑制,合理地控制系统参数选取可提高振动控制的效率.     

双参数弹性地基上板的自由振动

建立了双参数弹性地基上的正交异性矩形薄板自由振动位移函数微分方程,并得到其一般解．这可用以精确地求解板在任意边界条件下的自由振动问题．以四边固定的正方形板为例进行了分析,计算过程简单,便于实际应用．亦适用于求解单参数弹性地基和各向同性板情形。