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  • 简介:随着行车速度与交通量不断增加,荷载不断加重,桥梁的移动荷载响应越来越得到人们的重视.考虑移动车辆的惯性效应与桥梁的阻尼效应时,需要把车辆荷载简化为移动质量进行研究,这时得到的控制方程是变系数偏微分方程,在数学上通常难以精确求解.经分离变量与模态叠加后,化为变系数常微分方程组.本文利用WKB法,得到了近似的动力学响应,并与数值解、移动常力、Inglis解进行了比较.

  • 标签: 简支梁 移动质量 WKB法
  • 简介:本文对移动车辆作用下桥梁系统的振动能量俘获进行了研究.将车辆模型简化为车轮--弹簧--阻尼器--簧上车身质量体系,桥梁简化为对边简支对边自由板模型,压电俘能结构采用粘贴有压电晶体材料的悬臂梁并在其末端附加一质量块.对于这个耦合动力学模型,首先,通过板壳振动理论推导出了移动车辆作用板的运动微分方程;其次,根据欧拉伯努利梁振动理论和基尔霍夫第一定律得到了以桥梁振动响应作为激励的悬臂梁动力学--压电耦合方程;最后,对耦合运动微分方程进行了求解并对其数值模拟结果进行了分析.结果表明:采用设计的压电俘能结构可以有效地收集桥梁系统的振动能量,而压电装置的位置、压电梁的厚度、集中质量、车辆速度对压电俘能效率都有一定影响.

  • 标签: 振动响应 俘能 压电 桥梁
  • 简介:基于模态叠加理论,通过桥梁多个截面处加速度响应数据,计算得到桥梁受移动荷载作用的模态加速度.根据d'Alembertian原理,桥梁截面任意时刻的动弯矩可看作是任意时刻受惯性分布力和移动荷载作用的静弯矩.利用影响线,建立起移动荷载与弯矩之间的关系,提出了一种利用弯矩影响线识别移动荷载的方法.算例表明,当荷载只有一个时,可由单点弯矩直接识别,当有多个移动荷载时,可基于多个截面的弯矩数据,利用最小二乘法可以有效的识别出任意时刻作用于桥梁上的移动荷载值.该方法避免了求解桥梁的动力学微分方程,识别精度高且过程简单,适合于工程应用.

  • 标签: 荷载识别 影响线 移动荷载 模态叠加原理
  • 简介:首先利用哈密顿原理,将桥梁结构振动微分方程转化为哈密尔顿正则方程形式,然后将精细积分思想的算法引入到辛算法中,形成辛精细积分算法.在时间微段上,将非齐次项正弦/余弦化,得到了荷载识别的辛精细积分格式.与传统Runge-Kutta方法及荷载识别的精细积分格式相比,仿真算例表明本文算法不仅提高了识别精度,而且在长期定量计算中保持了辛算法的稳定性,计算结果不受积分步长的影响,因此可通过增大积分步长,缩短仿真时间,提高计算效率.

  • 标签: 荷载识别 桥梁结构 哈密尔顿系统 辛精细积分 移动荷载 Runge-Kutta方法
  • 简介:同时计入地基中的非线性弹性、黏性以及剪切作用的影响,研究移动集中简谐力作用无限长地基梁稳态响应问题.假设基础非线性弹性为立方非线性.通过Adomian多项式分解方法和Fourier变换得到梁稳态响应的Green函数,再运用Fourier逆变换得到梁稳态响应近似解析解的积分表达式.最后对解析积分表达式应用留数定理得到复数域上的解.通过数值算例,考察了移动集中简谐力的频率和移动速度对无限长地基梁稳态响应的影响.另外,还通过算例对比研究了地基的非线性弹性系数和剪切系数对无限长地基梁稳态响应的影响.

  • 标签: 地基梁 非线性 无限长 移动简谐力 摄动法
  • 简介:为了获得移动质量沿梁匀速运动的系统动态响应,建立了时空有限元数值求解模型.考虑移动质量惯性项,得到移动质量-梁时变系统的动力学方程.应用时空有限元法.得到了移动集中质量作用Ber-noulli-Euler梁离散单元的质量矩阵、刚度矩阵.与Newmark-β法、Wilson-θ法计算结果进行比较,时空有限元法计算梁的动态响应的精度更高.

  • 标签: 移动质量 时空有限元法 数值分析
  • 简介:用微分求积法分析了轴向移动粘弹性梁非平面非线性振动的动力学行为.轴向移动粘弹性梁非平面非线性振动的数学模型是一非常复杂的非线性偏微分方程组.首先用微分求积法对其控制方程组进行空间离散,得到非线性常微分方程组,然后求解常微分方程组得到数值结果.在数值结果的基础上结合非线性动力学理论,利用分叉图、时间历程图、相图对其非线性动力学特性进行了分析.

  • 标签: 微分求积法 轴向移动粘弹性梁 非平面振动 混沌 分叉
  • 简介:针对集中荷载作用两端固定悬索在集中荷载点外激励作用悬索系统发生的强迫振动,研究了激励频率接近悬索主共振频率时,系统产生的主共振.采用多尺度法,得到了各阶振型的主共振分叉图和主共振分叉点的解析解.通过实例计算,得到了悬索的各阶振型的线性频率与集中荷载以及集中荷载的位置关系,还得到了各阶振型的主共振分叉图和各阶振型的主共振点相平面图.

  • 标签: 伽辽金法 多尺度法 非线性振动 分叉条件 悬索
  • 简介:首先研究了热效应对壁板结构动力学特性的影响.将基于超音速活塞理论的非定常气动力模型与壁板的结构动力学方程相结合,得到了热壁板的颤振方程.利用p-k法进行了热壁板的颤振计算,讨论了气流偏角对颤振速度的影响.数值结果表明,热效应对壁板的固有特性有较大影响,进而影响壁板的颤振特性.

  • 标签: 热模态 壁板颤振 活塞理论 气流偏角
  • 简介:考虑生物生长过程中受到的不可预知的跳跃性的环境扰动,运用一类非高斯噪声建立了随机的基因转录调控系统.利用MonteCarlo法得到了系统的稳态概率密度函数,研究了非高斯噪声的各个参数对蛋白质浓度的影响,发现噪声强度不能够诱导基因开关,而稳定为基因开关的控制参量.进一步研究了非高斯噪声作用系统从一个态跃迁到另一个态的平均首通时间(MFPT),并讨论了各个参数不同的作用机理

  • 标签: 非高斯噪声 基因转录调控系统 稳态概率密度 平均首通时间
  • 简介:本文利用基于Simulink的数值模拟方法研究了高斯色噪声激励三势阱系统的逻辑随机共振现象.首先对于独立的加性和乘性高斯色噪声激励的三势阱系统,发现仅有加性噪声作用不能实现可靠的逻辑操作,但加性噪声和乘性噪声共同作用可诱导良好的逻辑随机共振现象.和高斯白噪声相比较,高斯色噪声激励能产生可靠逻辑随机共振的(D,Q)平面上的区域范围更大.进一步讨论了加性和乘性噪声之间的关联对于逻辑随机共振现象的影响,发现噪声关联对逻辑随机共振现象起着破坏性的作用.

  • 标签: 逻辑随机共振 三势阱系统 高斯色噪声
  • 简介:研究了具有弹性支承轴向受力梁在横向撞击的动力响应.基于Timoshenko梁理论,综合考虑了梁端支承的抗推刚度、抗转刚度和撞击点处的平衡条件,导出了撞击体系的动力学微分方程,采用积分变换方法求解,得到时域内的各种动力响应.通过对不同支承条件撞击力、横向位移、弯矩的对比分析,说明了弹性支承对结构动力响应的影响.最后分析了弹性支承轴压力对结构的影响情况,得出了一些有益的结论.

  • 标签: TIMOSHENKO梁 撞击 弹性支承 轴压力 动力响应
  • 简介:在Birkhoff框架下,采用离散变分方法研究了非Hamilton系统一Hojman—Urrutia方程的数值解法,并通过和传统的Runge—Kutta方法进行比较,说明了在Birkhoff框架下研究这类不具有简单辛结构的非Hamilton系统可以得到更可靠和精确的数值结果.

  • 标签: BIRKHOFF方程 Hojman—Urrutia方程 非Hamilton系统 离散变分计算
  • 简介:研究了在减速带激励具有磁流变阻尼器悬架系统汽车的非线性动力学行为。汽车采用七自由度模型,磁流变阻尼器采用Sigmoid模型。根据第二类Lagrange方程建立了汽车振动微分方程,并采用四阶Runge-Kutta法进行了数值仿真。首先以减速带高度为参数对汽车运动进行分岔分析,然后通过时间历程图、相位图、Poincare截面分析了汽车在不同减速带高度时所呈现的不同运动形式,得到了系统发生混沌运动时减速带的高度范围,并分析了系统经拟周期运动通向混沌运动的途径。研究结果为汽车平顺性控制和安全性设计提供了理论指导。

  • 标签: 减速带 磁流变阻尼器 非线性 分岔 混沌
  • 简介:基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学提出了一种快速计算横风高速列车系统动力学行为的平衡状态方法.首先,忽略轨道不平顺并利用流固耦合联合仿真方法计算横风高速列车的平衡状态;然后,将平衡状态的气动力加载到车辆一轨道耦合动力学模型并计算高速列车动力学响应.利用建立的平衡状态疗法,研究了列车在速度为13.8m/s的横风以350km/h速度运行时的流固耦合动力学行为.比较了平衡状态方法和联合仿真方法两种方法下列车姿态、安全性和舒适性指标的差异,计算结果差别在3.26%以内.研究结果表明:平衡状态方法计算横风高速列车流固耦合的效率更高.

  • 标签: 车辆动力学 横风 高速列车 流固耦合 平衡状态
  • 简介:研究了非高斯列维噪声作用非线性系统的渐近线性化方法和Lyapunov指数.利用渐近线性化方法将非线性系统线性化,通过系统的响应轨迹验证了该方法的有效性.通过广义的伊藤法则公式,推导出了列维噪声驱动Lyapunov指数的一般表达式.给出当参数变化时,非线性系统的随机稳定性分析.

  • 标签: 非高斯列维噪声 渐近线性化 LYAPUNOV指数 随机微分方程
  • 简介:针对我国某一型号大型卫星液体燃料Cassini贮箱(腰为圆柱,两底为半球),应用有限元方法研究了微重环境液体的小幅晃动问题和横向受迫晃动问题,采用Galerkin方法得到了系统的有限元离散方程;得到了晃动固有频率和等效力学模型参数.针对周期脉冲激励,推导了液体作用于贮箱壁的晃动力和晃动力矩计算公式并给出了数值计算结果和分析结论.

  • 标签: 微重力 液体晃动 等效力学模型 有限元 周期脉冲激励
  • 简介:基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响.

  • 标签: 电活性聚合物 非线性常微分方程 拟周期振动 临界载荷 破坏
  • 简介:运用力学和电磁场的知识对厚壁圆筒结构建立平衡方程,并通过Laplace和Hankel积分变换对物理方程进行变换,得到一个可解的方程形式.提出一种解析方法求解在热磁冲击作用厚壁圆筒的动应力和磁场矢量扰动,得到柱体内动应力响应历程和分布规律及磁场矢量扰动的响应历程和分布规律.实例计算表明该方法是简单、有效的,并给出了一些有实际意义的结果.

  • 标签: 厚壁圆筒 动态响应 磁场矢量扰动
  • 简介:针对大型风力机叶片在静止和变速运转工况,振动模态计算分析方法和转速对频率的影响进行了研究.建立了叶片有限元模型,静力分析时采用耦合加载方式;采用分块Lanczos法分析了叶片的模态,考察了叶片固有频率对预应力效应的敏感程度及稳定性,探讨了转速对叶片频率的影响程度,分析了预应力效应产生的原因.结果表明:叶片主要以挥舞和摆阵振动形式为主;预应力效应对叶片的固有频率产生了较大影响,随转速的不断增大叶片的固有频率也随之增大,且预应力效应对叶片挥舞刚度的影响程度大于摆阵刚度的影响.

  • 标签: 风力机 叶片 预应力效应 复合材料 模态分析