检索结果-内蒙古大学图书馆

中国公路学报 2018年第1期31卷 74-81页

作者：祝志文石亚光李健朋湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了研究扁平箱梁断面气动力系统的非线性特性,采用Volterra理论和CFD方法,对丹麦大带东桥主桥加劲梁断面的气动力特性进行研究。利用脉冲激励模型分别作竖弯和扭转运动,并基于CFD一次数值模拟,对大带东桥扁平箱梁断面气动力系统的Volte... 详细信息

为了研究扁平箱梁断面气动力系统的非线性特性,采用Volterra理论和CFD方法,对丹麦大带东桥主桥加劲梁断面的气动力特性进行研究。利用脉冲激励模型分别作竖弯和扭转运动,并基于CFD一次数值模拟,对大带东桥扁平箱梁断面气动力系统的Volterra级数核进行识别,建立扁平箱梁断面气动力系统的非线性离散时间Volterra级数模型,该模型可以快速给出任意简谐激励下的气动力响应,无需耗时很久的CFD模拟。分别基于竖弯和扭转向的强迫简谐位移激励,使用Volterra级数气动力模型对大带东桥扁平箱梁断面的气动力系统进行仿真,将得到的仿真时程与CFD模拟结果进行对比,分析振动频率和幅值对扁平箱梁断面气动力系统非线性特性的影响。结果表明:忽略二阶及以上非线性高阶项得到的Volterra级数模型给出的气动力估计与CFD模拟差别很小;扁平箱梁断面气动力的高阶非线性效应较小,其为弱气动力非线性系统;在研究的强迫运动位移幅值和频率范围内,扁平箱梁断面的气动力模型响应没有表现出对振动幅值和频率的显著相关性,且仿真值与CFD模拟值的最大相对精度误差不超过10%。

关键词：桥梁工程气动力非线性 Volterra模型扁平箱梁 CFD

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MTVMD对结构减震参数优化及偏离性分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第9期47卷 1-9页

作者：陈政清张继峰牛华伟朱洋湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

研究了MTVMD(multiple tuned viscous mass damper)对单自由度结构在简谐荷载作用下的参数优化设计及减震效果,分析了结构参数变动时系统的鲁棒性.以位移和加速度动力放大系数为优化目标,运用改进模式搜索法搜寻MTVMD最优参数.分析表明... 详细信息

研究了MTVMD(multiple tuned viscous mass damper)对单自由度结构在简谐荷载作用下的参数优化设计及减震效果,分析了结构参数变动时系统的鲁棒性.以位移和加速度动力放大系数为优化目标,运用改进模式搜索法搜寻MTVMD最优参数.分析表明,增加质量比和子TVMD个数,MTVMD的减震性能增强,且结构参数变动时,系统鲁棒性增强.考虑阻尼器在实际工作状态时的参数可能会偏离最优参数,假定各子TVMD参数偏离服从正态分布,利用蒙特卡罗试验法对比分析了STVMD(single tuned viscous mass damper)和MTVMD自身参数最不利偏离状态时的减震有效性和可靠性.数值结果表明,STVMD的减震有效性和可靠性与子TVMD个数正相关,MTVMD则存在一个最优子TVMD个数使得减震有效性最佳;STVMD和MTVMD减震性能与参数最大偏离率负相关.

关键词：振动控制调谐粘性质量阻尼器参数优化参数偏离减震性能

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大跨径悬带桥颤振特性研究

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中国公路学报 2021年第1期34卷 57-65页

作者：华旭刚王圣淇唐煜陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

借助一种三维颤振分析方法,分析一座主跨618 m悬带桥的三维颤振性能,并与相同跨径的悬索桥进行对比,进一步探讨悬带桥的多模态参与效应、侧向自激力效应及节段模型试验的模态选取等问题;同时还对悬带桥进行多种组合下的两模态二维颤振... 详细信息

借助一种三维颤振分析方法,分析一座主跨618 m悬带桥的三维颤振性能,并与相同跨径的悬索桥进行对比,进一步探讨悬带桥的多模态参与效应、侧向自激力效应及节段模型试验的模态选取等问题;同时还对悬带桥进行多种组合下的两模态二维颤振分析及节段模型风洞试验。研究结果表明:与悬索桥的扭转模态颤振驱动机制不同,悬带桥的颤振由侧向-扭转耦合模态分支驱动,具有更低的颤振临界风速;悬带桥的颤振形态表现为侧向、竖向和扭转方向耦合振动,侧向自激力对颤振临界风速的影响较小;侧弯-扭转耦合模态及竖弯模态的模态组合具有最低的颤振临界风速,二维颤振分析结果与三维颤振分析结果基本一致,说明其多模态参与效应不明显,由此可见三维颤振分析及节段模型中模态合理选取的重要性。研究结果可为其他新颖体系大跨径桥梁的颤振研究提供参考。

关键词：桥梁工程颤振颤振分析悬带桥悬索桥侧向自激力节段模型试验

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基于非接触摄影测量的拉索索力测试

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湖南大学学报（自然科学版） 2015年第11期42卷 105-110页

作者：晏班夫陈泽楚朱子纲湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

开展了基于运动目标图像跟踪法的拉索索力测试研究.在拉索上布置目标测点,用摄像机获取单个及多个目标的振动图像序列,利用背景差分法进行运动目标检测,基于卡尔曼滤波法对运动目标进行跟踪,获得拉索多个目标测点的振动位移时程曲线,进... 详细信息

开展了基于运动目标图像跟踪法的拉索索力测试研究.在拉索上布置目标测点,用摄像机获取单个及多个目标的振动图像序列,利用背景差分法进行运动目标检测,基于卡尔曼滤波法对运动目标进行跟踪,获得拉索多个目标测点的振动位移时程曲线,进而利用频率法求解拉索索力.实验结果表明,与加速度传感器的结果相比,摄影测量法测试结果可信,是基于频率的拉索索力测试方法的有效发展与补充.

关键词：索力测试摄影测量非接触测量目标图像跟踪卡尔曼滤波

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节段模型气动导纳的数值模拟与试验

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中国公路学报 2018年第6期31卷 207-216页

作者：张伟峰张志田张显雄陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了对桥梁风工程中广泛使用的气动导纳进行精细化研究,针对桥梁风工程中由于沿用了经典的薄机翼气动力理论,认为气动导纳仅是量纲一折算频率的函数而与风场特性无关这个问题,首先简要回顾了二维薄机翼非定常气动力理论的基本假定,指出... 详细信息

为了对桥梁风工程中广泛使用的气动导纳进行精细化研究,针对桥梁风工程中由于沿用了经典的薄机翼气动力理论,认为气动导纳仅是量纲一折算频率的函数而与风场特性无关这个问题,首先简要回顾了二维薄机翼非定常气动力理论的基本假定,指出对于钝体桥梁断面,这些基本前提条件不再成立,因此也不存在独立于风场特性的气动导纳函数。在这一理论观点的指导下,利用节段模型风洞测压试验,在3种非均匀布置的格栅湍流场中测量了平板断面和高宽比为1∶4矩形断面的脉动升力,并识别出各自的气动导纳函数。通过比较不同风场下识别的气动导纳函数,研究了不同形式断面与风场的依赖性。然后利用CFD数值模拟,通过改变入口边界条件,在3类湍流场中对结果进行了进一步的验证。试验及数值结果表明:平板断面的气动导纳在3类风场中基本一致,表现出了流线型断面对来流特性的不敏感性,可以认为是量纲一折算频率的单一函数;相比之下,具有钝体特性的矩形断面在3类不同风场中识别的气动导纳区别十分显著,表明钝体断面的气动导纳并不能定性为断面的函数,而是由断面与来流风场特性共同确定。在桥梁风工程中,需谨慎应用源于机翼理论的气动导纳概念,试验识别气动导纳时宜考虑与实际情况相符的风场特性。

关键词：桥梁工程气动导纳风洞试验 CFD 风场

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水流作用下双圆柱墩混凝土梁桥的动力响应实测与数值模拟

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工程力学 2021年第1期38卷 40-51页

作者：华旭刚邓武鹏陈政清唐煜湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

西藏达林大桥为一座7跨桥面连续的混凝土梁桥,下部结构采用双圆柱桥墩。2018年7月,在水流作用下达林大桥桥墩及桥面出现了显著的顺桥向振动。该文报道了水流作用下大桥的动力响应实测与数值模拟研究。实测表明:桥梁顺桥向振动表现为桥... 详细信息

西藏达林大桥为一座7跨桥面连续的混凝土梁桥,下部结构采用双圆柱桥墩。2018年7月,在水流作用下达林大桥桥墩及桥面出现了显著的顺桥向振动。该文报道了水流作用下大桥的动力响应实测与数值模拟研究。实测表明:桥梁顺桥向振动表现为桥梁一阶纵向模态为主的拍振,横桥向为随机微振动;顺桥向最大加速度约为0.08 m/s^2,梁端最大位移约为1.56 mm。基于一阶纵向振动模态参数,将双圆柱墩梁桥简化为单自由振动体系,在2 m/s~10 m/s流速范围内(折减流速Ur=1.69~8.45、雷诺数Re=2.6×10^6~1.3×10^7)进行了二维流固耦合数值模拟,得到了桥墩双圆柱升阻力系数以及不同结构阻尼比时的涡振响应。并对桥墩振型与水流流速剖面等三维效应进行修正,得到了墩顶位移随流速变化的关系。结果表明:上游柱尾流对下游柱的脉动涡激升力有显著增强作用,在3 m/s~6 m/s流速范围内双圆柱桥墩出现了涡激振动。在考虑三维修正后,ζ=0.01工况下墩顶位移数值模拟结果与实测值较为吻合。随着阻尼比ζ的增加,涡振最大振幅变小,锁定区间基本不变。

关键词：桥梁工程双圆柱桥墩涡激振动流固耦合三维效应

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悬索桥钢桁梁断面质量惯性矩简化计算方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2017年第3期44卷 1-7页

作者：华旭刚杨坤温青陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

鱼骨单主梁模型是分析大跨度钢桁梁悬索桥抗风性能的常用简化模型.针对由于悬索桥钢桁梁断面杆件众多造成的其扭转质量惯性矩计算繁琐、精度低的问题,提出一种基于均匀附加扭转质量惯性矩前后结构扭转频率的变化计算钢桁梁扭转质量惯性... 详细信息

鱼骨单主梁模型是分析大跨度钢桁梁悬索桥抗风性能的常用简化模型.针对由于悬索桥钢桁梁断面杆件众多造成的其扭转质量惯性矩计算繁琐、精度低的问题,提出一种基于均匀附加扭转质量惯性矩前后结构扭转频率的变化计算钢桁梁扭转质量惯性矩的方法,并给出了该方法的理论说明、适用条件等.以一钢桁梁悬臂结构为例进行了数值仿真,结果表明:附加扭转质量惯性矩施加在全截面或上、下弦杆节点,且钢桁梁的长细比L/D≥20时,该方法计算的扭转质量惯性矩有较高的精度.采用该方法计算了多座钢桁梁悬索桥的主梁扭转质量惯性矩,比较了全桁架模型和单主梁模型扭转振动频率,验证了方法的有效性.

关键词：钢桁梁悬索桥扭转质量惯性矩抗风设计

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板式电涡流阻尼系数的计算与试验修正方法

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中国公路学报 2016年第10期29卷 46-53页

作者：陈政清田静莹黄智文王建辉湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了获得可用于大型工程结构减振的新型板式电涡流阻尼结构的阻尼计算公式，进行了理论分析和试验测试。首先，基于匀强磁场和无限板长假定，推导了阻尼系数的简化计算公式，并引入了磁场强度修正系数，综合考虑磁场强度的实际不均匀性... 详细信息

为了获得可用于大型工程结构减振的新型板式电涡流阻尼结构的阻尼计算公式，进行了理论分析和试验测试。首先，基于匀强磁场和无限板长假定，推导了阻尼系数的简化计算公式，并引入了磁场强度修正系数，综合考虑磁场强度的实际不均匀性和有限板长对阻尼系数计算的影响。然后，提出了一种利用单自由度门式框架测试电涡流阻尼系数的试验方法，并测试了不同铜板厚度、铜磁间隙、磁体间距，以及铜板后是否附加铁板的情况下的电涡流阻尼系数及其变化规律，给出了可用于实际工程的磁场强度修正系数推荐值。研究结果表明：电涡流阻尼系数随铜磁间隙的变化呈负指数关系，且随铜板厚度的增加而增大；电涡流阻尼系数最大值发生在磁铁间距为60％或80％磁体宽度时；铜板后附加铁板可以显著增加电涡流阻尼系数；有、无附加铁板时磁场强度修正系数推荐值分别为0．58～O．67，0．77～O．93，且铜板厚度较小时取较大值，铜板厚度较大时取较小值。

关键词：桥梁工程电涡流阻尼数据拟合板式电涡流阻尼阻尼系数

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基于疲劳寿命的钢筋混凝土桥梁限载取值分析方法

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中国公路学报 2017年第4期30卷 72-78页

作者：邓露毕涛何维王维湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了确定钢筋混凝土桥梁限载的合理取值,针对钢筋混凝土桥梁的疲劳性能,考虑随机车流参数、超限车违规率等因素的影响,进行了基于疲劳寿命的桥梁限载取值分析方法研究,提出了一种基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累积损伤理论的桥梁限... 详细信息

为了确定钢筋混凝土桥梁限载的合理取值,针对钢筋混凝土桥梁的疲劳性能,考虑随机车流参数、超限车违规率等因素的影响,进行了基于疲劳寿命的桥梁限载取值分析方法研究,提出了一种基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累积损伤理论的桥梁限载取值分析方法。首先基于交通荷载资料和蒙特卡罗法进行随机车流模拟,根据桥梁限载试算值和超限车违规率剔除超限车得到修正的模拟随机车流;然后通过雨流计数法得到应力幅谱,根据S-N曲线和疲劳损伤准则计算桥梁疲劳寿命;最后取能使桥梁疲劳寿命达到期望值的限载试算值作为桥梁限载值。以某地区的交通荷载资料及跨径为20m的简支T梁桥为例,确定了在不同日均交通量和超限车违规率下能使桥梁疲劳寿命达到期望使用年限的桥梁限载值。研究结果表明:日均交通量和超限车违规率均显著影响桥梁的疲劳寿命及桥梁限载取值,日均交通量越大,桥梁的疲劳寿命越短;当日均交通量小于6 000veh时,在不同的桥梁限载值下桥梁的疲劳寿命均大于期望使用年限,当日均交通量大于8 000veh时,桥梁的疲劳寿命仅在特定桥梁限载值下才能达到期望使用年限;超限车违规率越大,通过调整桥梁限载值来提高桥梁疲劳寿命的效果越不明显,当超限车违规率较小时,桥梁的疲劳寿命随限载试算值的减小而大幅增长,当超限车违规率较大时,桥梁的疲劳寿命随桥梁限载试算值的减小,增幅并不明显。

关键词：桥梁工程桥梁限载线性累积损伤理论疲劳寿命 S-N曲线超限车违规率

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可控脉动风场下矩形断面复气动导纳特性研究

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振动工程学报 2022年第4期35卷 1010-1019页

作者：李威霖牛华伟华旭刚陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了研究不同脉动风参数及结构运动状态对钝体断面复气动导纳的影响,介绍了在CFD中产生竖风向及顺风向谐波脉动风场的方法,该方法幅值可控且能多频率组合;对宽高比为4∶1矩形断面,采用CFD识别其在不同风攻角及三种谐波幅值下的升力和阻... 详细信息

为了研究不同脉动风参数及结构运动状态对钝体断面复气动导纳的影响,介绍了在CFD中产生竖风向及顺风向谐波脉动风场的方法,该方法幅值可控且能多频率组合;对宽高比为4∶1矩形断面,采用CFD识别其在不同风攻角及三种谐波幅值下的升力和阻力复气动导纳;对比了多频率组合谐波及竖向、扭转简谐运动下的气动导纳。结果表明:在0°风攻角下,升力气动导纳与实验值吻合较好,验证了数值模拟的正确性;较大的风攻角和谐波幅值均对复气动导纳有显著影响;在多频率谐波及断面不同运动状态下,升力复气动导纳基本保持不变,但扭转运动能增大高频处的阻力复气动导纳值。

关键词：大跨度桥梁复气动导纳 CFD 抖振矩形断面谐波脉动风

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