考虑桥塔风场效应的斜拉桥抖振时域分析

与以往的抖振时域分析中仅模拟主梁风场不同,本文则同时模拟了主梁风场和桥塔风场,探讨了桥塔风场效应对主梁及桥塔抖振响应的影响,计算中采用了风洞中实测的紊流风速谱。空间相关性是影响桥梁抖振响应的一个重要因素,在杭州湾跨海大桥风洞试验中,对风洞空间相关性进行了测量研究,并在风场模拟时将衰减因子取为实测值。数值计算结果与风洞试验结果进行了对比,吻合较好,分析比较还表明:考虑桥塔抖振效应会显著增大桥塔的横桥向抖振响应,而对桥塔的顺桥向振动以及主梁振动影响不大。     

斜风作用下大跨度斜拉桥双悬臂状态抖振性能

通过气弹模型风洞试验对斜风作用下湛江海湾大桥施工阶段最长双悬臂状态的抖振性能进行了研究,结果显示:对于大跨度斜拉桥梁抖振响应法向风不一定是最不利的情况;抖振响应随风偏角呈非单调变化,最大值可能在0°~15°风偏角范围内发生;抖振响应随风速的增加近似地按两次曲线增加,并且基本固有模态对抖振响应的贡献占到了主要成份;最长双悬臂状态塔顶纵向抖振响应显著地大于裸塔塔顶纵向抖振响应,而两者随风偏角的变化形态也互不相同。试验和分析结果的比较表明,只要解决好诸如气动导纳等气动参数的取值问题,可以对大跨度桥梁抖振响应作出合理的理论预测。     

大跨度斜拉桥施工阶段抗风性能变化规律

大跨度斜拉桥是一种在风力作用下易发生变形和振动的柔性结构,其施工阶段结构抗风性能比成桥状态有所降低。采用数值模拟方法系统研究了大跨度斜拉桥单、双悬臂两大施工过程结构抗风性能的变化规律,包括结构动力特性及风致抖振响应。结果表明,随着单悬臂长度的增长,侧弯、扭转基频不断下降,侧弯基频降速较快,竖弯基频则在250m悬臂长度内呈现一个上升区段;随着双悬臂长度的增加,侧弯基频下降最快,竖弯和扭转基频下降速度呈现先变快后减慢的规律。当单悬臂长度在300m悬臂范围内,悬臂端部竖向抖振响应随悬臂长度基本呈线性增长;侧向抖振位移在200m悬臂长度范围内基本呈线性增长,超过200m之后,增速明显加快。当双悬臂长度在200m范围以内,抖振位移基本呈线性缓慢增长,当超过200m后,竖向抖振位移急剧增长,侧向位移增长速度亦加快,此时需充分考虑结构抖振响应对施工安全的影响。单悬臂端部抖振响应由主梁一阶模态起主要贡献,二阶模态亦有重要参与;双悬臂则以二阶振型,即对称振型起主要贡献。     

Modal coupling assessment and approximated prediction of coupled multimode wind vibration of long-span bridges

While single-mode analysis is simple and straightforward in the prediction of wind-induced responses of long-span bridges, it has adequate accuracy only for bridges with a weak modal coupling. With the increase of bridge span lengths and the adoption of streamlined cross-sections, aeroelastic modal coupling due to the interaction between the bridge and wind flow has become an important aspect of vibration. To more accurately predict wind-induced vibrations for modern long-span bridges, coupled multimode analyses of buffeting and flutter are usually required. The common approach to predicting coupled multimode response is to solve simultaneous equations with selected modes. However, quantitative information about modal coupling effects is not available in the process of selecting modes. Consequently, people can only choose much more than necessary modes to avoid missing any important ones in the coupled analysis. The objective of the present study was to quantify the modal coupling effect and provide a practical methodology to predict coupled multimode vibration without actually solving the coupled equations of motion. To achieve the objective, a closed-form spectral solution was derived by ignoring high order small coupling effects, while keeping the primary coupling effects in the solution. The modal coupling effect was then quantified using a so-called modal coupling factor (MCF). The MCF facilitates key mode selection and simplifies coupled multimode analysis. A prototype bridge was analyzed.     

斜拉桥索塔施工中的风致抖振影响及减振措施

详细阐述了抖振的定义,分析了抖振对于施工期斜拉桥自立索塔的影响以及抖振研究的三种基本方法,在此基础上,详细论述了目前针对施工阶段斜拉桥自立索塔的减振措施,以减少主塔顶端的抖振响应。     

大跨连续刚构桥最大悬臂阶段抖振时域分析

对某大跨连续刚构桥进行最大悬臂施工阶段的空间有限元分析,采用AR模型并考虑空间相关性对桥地址处脉动风场进行模拟。基于MiyataT准定常气动力模型,在ANSYS中引入自激力的影响,对该桥进行抖振时域分析,同时将结果与静阵风响应进行了比较,得到脉动增大系数,并利用抖振分析结果对该桥施工人员的安全性和舒适性进行了预评。     

隐身飞机随机抖振对雷达检测性能的影响

针对实战中隐身飞机随机抖振会影响雷达检测性能的问题,提出了一种基于正态分布的随机抖振模型。采用侧站盘旋模型和坐标系转换关系解算了视线姿态角,利用姿态角抖振方差和抖振强度的线性关系,设定了三类不同的抖振强度以修正视线姿态角。结合雷达距离方程和检测概率公式,分别得到了不同抖振强度下雷达探测距离和检测概率在时间序列上变化的仿真结果,并对雷达累积检测概率进行了分析。结果表明:隐身飞机随机抖振能够对雷达的检测性能产生影响,且抖振幅度越强,雷达检测、识别目标的难度会更大。     

基于混合LES/BEM方法的汽车侧窗结构风振噪声分析

利用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法对某轿车的侧窗风振噪声进行计算,其结果与整车道路测试实验结果吻合良好.对相应流场下的车窗进行结构振动特性计算,结果表明汽车高速行驶时车窗结构受内外气流影响会产生微米级的振动.据此振动结果,运用边界元法（Boundary Element Method,BEM）模拟车内辐射声场分布、场点声压频率响应以及车窗板件声学贡献量,结果表明汽车开窗高速行驶时,风振噪声是汽车高速行驶时驾驶员耳旁噪声的主要来源,但在某些频率下车窗辐射声场会有明显的声学响应,其中后窗的辐射声压贡献量占主要部分,开启的侧窗声学贡献量要高于其他侧窗的声学贡献量.     

基于RBF神经网络滑模控制的车辆横向控制研究

针对车辆横向控制系统中滑模控制器存在的抖振现象对转向机械结构带来的损耗问题,提出了一种基于RBF神经网络的滑模控制算法。利用RBF神经网络较强的自学习能力实时在线调节滑模控制器的切换项增益参数,增强系统的抗干扰能力与动态性能。将车辆实际参数代入仿真数学模型中,在Simulink仿真环境中进行对比仿真实验,仿真结果表明:该控制算法跟踪性能好,能够有效降低滑模控制器的抖振,满足车辆横向控制要求。     

基于NAF-FxLMS控制器的垂尾抖振主动控制

将加速度负反馈(negative acceleration feedback,NAF)控制器与最小均方自适应滤波(filtered-x least mean square,FxLMS)算法相结合,提出了一种改进的反馈式次级通道阻尼补偿方法,来提高FxLMS控制器的性能。针对垂尾模型低阶模态抖振响应的控制问题,设计NAF控制器对次级通道进行反馈式阻尼补偿,建立了多模态的NAF-FxLMS控制器,随后开展垂尾抖振响应主动控制的地面模拟实验。实验结果表明,相比于单独的FxLMS控制器或NAF控制器,NAF-FxLMS控制器对垂尾抖振响应具有更好的控制效果。