检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2025年第3期38卷 507-516页

作者：赵文韬温青孙洪鑫王修勇华旭刚湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 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

调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的减振效率与结构和TMD的固有参数相关,准确从结构-TMD耦合系统响应中识别结构和TMD固有参数是对在役TMD减振性能评价的必要条件。提出了一种基于NSGA-Ⅱ(非支配排序遗传算法,nondominated sortin... 详细信息

调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的减振效率与结构和TMD的固有参数相关,准确从结构-TMD耦合系统响应中识别结构和TMD固有参数是对在役TMD减振性能评价的必要条件。提出了一种基于NSGA-Ⅱ(非支配排序遗传算法,nondominated sorting genetic algorithm)的参数识别方法,从结构-TMD耦合运动响应中识别“裸结构”和“裸TMD”的固有参数,进而实现对在役状态TMD的减振性能评估。该方法构建了结构-TMD耦合运动方程,并将其减缩和转化为结构被控模态和TMD耦合的两自由度系统,借助系统状态空间矩阵搭建两个目标函数,通过遗传算法寻找理论值与试验值的最小误差所对应的最优解,从而识别结构和TMD的固有参数。开展了单自由度结构-TMD耦合系统和多自由度结构-TMD耦合系统参数识别数值仿真分析,结果表明:提出的方法可以从耦合系统动力响应中准确识别结构和TMD的固有参数。

关键词：参数识别结构-TMD耦合系统 NSGA-Ⅱ

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圆弧曲梁人行桥阻尼索减振研究

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振动与冲击 2024年第24期43卷 108-116页

作者：禹见达游琦彭文林谭晓鹏孙洪鑫湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

圆弧曲梁人行天桥在城市桥梁建设中得到了应用,曲线桥梁存在弯、扭耦合而更易在人行激励下发生大幅振动。为降低人行天桥的人致激励响应,该文提出了一种由阻尼器、复位弹簧并联后与主索串联而成的阻尼索装置,进行圆弧曲梁人行桥-阻尼索... 详细信息

圆弧曲梁人行天桥在城市桥梁建设中得到了应用,曲线桥梁存在弯、扭耦合而更易在人行激励下发生大幅振动。为降低人行天桥的人致激励响应,该文提出了一种由阻尼器、复位弹簧并联后与主索串联而成的阻尼索装置,进行圆弧曲梁人行桥-阻尼索减振的理论分析与试验研究。首先,建立两端固支圆弧曲梁的振动微分方程,采用微分变换法获得曲梁面外振动的振型与特征频率;然后,采用模态分析法获得阻尼索为曲梁提供的附加阻尼比;最后,制作两端固支半圆弧曲梁模型,实测了阻尼索在不同的安装位置及不同阻尼器黏性系数下曲梁附加阻尼比。研究结果表明:阻尼索提供的圆弧曲梁附加阻尼比的理论分析结果与试验实测结果吻合;阻尼索可以大幅增加圆弧曲梁的附加阻尼比,很好地抑制曲梁的振动。

关键词：圆弧曲梁人行桥振动控制阻尼索

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斜拉索阻尼器减振参数优化局部刚度理论

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中国公路学报 2024年第10期37卷 107-115页

作者：禹见达刘云燕彭文林陈志湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

目前抑制拉索振动普遍采用的方法是在拉索锚固端附近安装黏滞阻尼器,提高拉索阻尼比。但阻尼器黏性系数过小会耗能不足,过大则会对拉索产生明显的钳固效应,使拉索产生过大的局部变形,减小阻尼器行程,同样降低阻尼器耗能效率。因此,对斜... 详细信息

目前抑制拉索振动普遍采用的方法是在拉索锚固端附近安装黏滞阻尼器,提高拉索阻尼比。但阻尼器黏性系数过小会耗能不足,过大则会对拉索产生明显的钳固效应,使拉索产生过大的局部变形,减小阻尼器行程,同样降低阻尼器耗能效率。因此,对斜拉索-黏性阻尼器减振参数优化设计,提高拉索附加阻尼比,是保证阻尼器对拉索减振效果的重要环节。为此,采用局部刚度模拟阻尼器对拉索的钳固效应,提出了拉索附加阻尼比计算的局部刚度理论,由拉索长度、阻尼器安装位置、索力及拉索平均振幅计算出拉索局部刚度,以单模态振型推导了拉索-黏性阻尼器系统振动方程,获得了黏性阻尼器对拉索减振的附加阻尼比解析解。计算结果表明:对于小垂度拉索的前4阶模态附加阻尼比,局部刚度理论与经典理论吻合。以电涡流阻尼器作为耗能元件,进行了拉索-黏性阻尼器减振模型试验,在相差较大的3种索力条件下获得了拉索第1阶模态附加阻尼比。实测结果与解析解吻合良好,验证了局部刚度理论对不同垂度拉索附加阻尼比预测的准确性。局部刚度理论通过单模态分析获得不同垂度下的拉索任一模态最大附加阻尼比与阻尼器最优黏性系数,其物理意义明确、计算简便,为工程实际提供了一种实用的计算方法。

关键词：桥梁工程斜拉索局部刚度理论黏滞阻尼器振动控制附加阻尼比

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Voronoi-RBSM耦合的混凝土细观建模方法研究

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工程力学 2024年第10期41卷 191-199页

作者：赵超杨群宇钟新谷舒小娟沈明燕湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为解决已有混凝土细观数值模拟方法计算效率低、对象尺寸受限的问题,提出一种基于Voronoi网格拓扑和刚体弹簧模型(RBSM)的混凝土细观建模新思路。该模型将混凝土视为由骨料、水泥砂浆组成的二相材料,骨料通过Voronoi单胞描述,视为刚性体... 详细信息

为解决已有混凝土细观数值模拟方法计算效率低、对象尺寸受限的问题,提出一种基于Voronoi网格拓扑和刚体弹簧模型(RBSM)的混凝土细观建模新思路。该模型将混凝土视为由骨料、水泥砂浆组成的二相材料,骨料通过Voronoi单胞描述,视为刚性体,水泥砂浆简化为Voronoi单胞交界面的均布弹簧,弹簧刚度依据局部砂浆的实际情况自动定义。无需对骨料和水泥砂浆进行网格细化,可大大减少单元数量,允许Voronoi单胞在界面处侵入和分离,描述混凝土的变形、开裂等。为验证该文模型的有效性和适用性,开展了室内试验与数值模拟的对比研究,并分析了骨料占比等参数的敏感性。结果表明:基于Voronoi-RBSM的混凝土细观模型,可以较为高效、准确预测混凝土构件在加载过程中细观力学响应,对于尺寸较小的混凝土试件、尺寸较大钢筋混凝土简支梁均有较好的细观模拟效果,尤其是当网格尺寸与骨料平均粒径接近时,预测结果与试验结果最为接近。此外,模型的预测精度受骨料体积占比影响,骨料体积占比越小精度越低,因此,并不适用于浆体占比高的混凝土材料细观数值模拟。

关键词：混凝土细观数值模拟 Voronoi网格刚体弹簧模型二相材料

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风机柔性塔筒阻尼索减振研究

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振动工程学报 2024年第11期37卷 1811-1817页

作者：禹见达胡磊彭文林湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

针对风机柔性塔筒多阶模态振动,设计了一种自锚式阻尼索,将塔筒弯曲振动的转角位移转换为线位移,驱动阻尼器耗能减振。建立了塔筒-阻尼索振动方程,得到了阻尼索为风机塔筒前两阶弯曲振动所提供的附加阻尼比解析解,通过模型试验研究了阻... 详细信息

针对风机柔性塔筒多阶模态振动,设计了一种自锚式阻尼索,将塔筒弯曲振动的转角位移转换为线位移,驱动阻尼器耗能减振。建立了塔筒-阻尼索振动方程,得到了阻尼索为风机塔筒前两阶弯曲振动所提供的附加阻尼比解析解,通过模型试验研究了阻尼器黏性阻尼系数与风机塔筒前两阶模态振动时阻尼索提供的附加阻尼比的关系。研究结果表明:对于塔筒前两阶弯曲振动,阻尼索都能提供较大的附加阻尼比,并且附加阻尼比解析解与试验结果相吻合。基于附加阻尼比理论计算公式,对阻尼索减振性能进行了参数影响分析。

关键词：振动控制风机塔筒阻尼减振阻尼索

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侧向冲击与静力加载下小剪跨比RC柱的剪切损伤行为

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中国公路学报 2024年第5期37卷 211-221页

作者：陈林周戴江冯非凡刘涛吴冲湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南有湘潭411201

为深入研究小剪跨比条件下钢筋混凝土(RC)柱的抗冲击性能与剪切损伤行为,分别开展了6根RC柱的侧向摆锤冲击试验和8根RC柱的水平静力加载试验,考察了剪跨比、纵筋和箍筋用量以及轴压力等参数对试件抗剪性能的影响,并对冲击作用下各试件... 详细信息

为深入研究小剪跨比条件下钢筋混凝土(RC)柱的抗冲击性能与剪切损伤行为,分别开展了6根RC柱的侧向摆锤冲击试验和8根RC柱的水平静力加载试验,考察了剪跨比、纵筋和箍筋用量以及轴压力等参数对试件抗剪性能的影响,并对冲击作用下各试件的剪切损伤和弯曲损伤进行了等级划分。试验结果表明:动、静力作用下小剪跨比RC柱均易发生剪切破坏,箍筋对柱体抗变形能力和静态剪切承载力有较大贡献,但对冲击作用下试件剪切承载力的贡献较小;随着冲击能量的增大,柱身首次出现的斜裂缝与水平方向的夹角变小,而二次冲击下试件破坏形态受初次冲击损伤状态的影响较大;静力试验中,轴压力的增大延缓了试件前期弯曲和剪切损伤的发展,并提升试件承载能力,但会显著降低具有极小剪跨比(例如等于1.4)试件的延性。在试验基础上,采用冲击力峰值与试件剪切承载力(动态或静态)的比值作为损伤评估指标,对冲击作用下RC柱的剪切损伤状态进行了评估。分析结果表明:已有动态剪切承载力计算方法未能充分考虑不同剪跨比和柱体边界条件引起的惯性效应的差别,而试验所得静态剪切承载力也不能有效地反映动态剪切承载力随剪跨比变化的规律,因此目前采用冲击力峰值与剪切承载力的比值来对剪跨比存在变化的RC柱进行剪切损伤评估还存在困难。

关键词：桥梁工程 RC柱冲击试验剪切损伤小剪跨比

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基于空心T型耗能连接件的RC框架-装配式填充墙滞回性能分析

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工程力学 2025年

作者：施明莉陈林付佳敏湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室

地震作用下，填充墙和框架作为整体共同抵抗地震作用，合适的墙-框连接方式可以减轻二者的相互作用，从而提高结构整体抗震性能。该文设计了一种新型装配式耗能填充墙，通过独特的空心T形金属耗能连接件将墙板与框架进行柔性连接，并在... 详细信息

地震作用下，填充墙和框架作为整体共同抵抗地震作用，合适的墙-框连接方式可以减轻二者的相互作用，从而提高结构整体抗震性能。该文设计了一种新型装配式耗能填充墙，通过独特的空心T形金属耗能连接件将墙板与框架进行柔性连接，并在缝隙中添加聚氨酯泡沫等柔性材料。通过改变耗能连接件厚度、装配式墙板数量、墙板材料强度和聚氨酯泡沫密度等关键参数，分析这些参数对钢筋混凝土(RC)框架耗能填充墙的损伤特征、骨架曲线及耗能能力的影响。结果表明：新型耗能填充墙在地震作用下具有较强的耗能能力，空心T型金属耗能连接件和聚氨酯泡沫等柔性填充材料能够有效的提高结构整体耗能性，为提高构的抗震性能提供了新的思路和方法。

关键词：新型耗能填充墙空心T型金属耗能连接件装配式建筑抗震性能数值模拟

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宽高比5∶1矩形断面涡激振动锁定区间内涡激力展向相关性分析

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振动工程学报 2023年第2期36卷 319-325页

作者：温青龙航华旭刚池俊豪孙洪鑫湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410028

涡激力展向相关性是准确预测三维柔性结构涡激振动振幅的重要因素。以宽高比5∶1矩形断面为例,通过气动力展向相关函数理论建模和节段模型弹性悬挂测振、测压风洞试验,研究了涡激振动锁定区间内实测气动力展向相关性变化规律。研究结果... 详细信息

涡激力展向相关性是准确预测三维柔性结构涡激振动振幅的重要因素。以宽高比5∶1矩形断面为例,通过气动力展向相关函数理论建模和节段模型弹性悬挂测振、测压风洞试验,研究了涡激振动锁定区间内实测气动力展向相关性变化规律。研究结果表明:在涡激振动锁定区间内,实测气动力由完全相关的自激力和不完全相关的随机气动力组成,展向相关性可以用指数加常数型函数描述,指数项系数为随机气动力占实测气动力的能量比,指数项系数和常数之和等于1;实测气动升力均方根在涡振起振阶段最大,随着风速增大反而减小,随机气动力均方根基本保持不变,由此导致实测气动力展向相关性表现为起振阶段最强,随着风速增加而减弱。

关键词：涡激振动气动力展向相关性矩形断面

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位移型软钢阻尼器的阻尼及响应特征分析

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应用力学学报 2025年第1期42卷 206-211页

作者：陈晟王文熙张静王修勇湖南大学风工程桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室潭湘411201

基于双线性软钢阻尼器模型,建立了单自由度结构-位移型软钢阻尼器系统运动方程,分段求解了自由振动下的结构响应,推导了首个振动循环的位移解析解、振动幅值及周期,建立了振动循环间振动幅值的递推表达式和任意循环的周期表达式,得到了... 详细信息

基于双线性软钢阻尼器模型,建立了单自由度结构-位移型软钢阻尼器系统运动方程,分段求解了自由振动下的结构响应,推导了首个振动循环的位移解析解、振动幅值及周期,建立了振动循环间振动幅值的递推表达式和任意循环的周期表达式,得到了各振动循环的幅值与周期的近似解,并通过仿真分析进行了验证。结果表明:当初始位移大于软钢阻尼器屈服位移时,两振动循环间的幅值衰减量近似相同,各振动循环的周期也近似相等,近似解与解析解基本一致;仅当幅值逐渐减小接近屈服位移时,幅值和周期的近似解和解析解出现一定误差。

关键词：软钢阻尼器双线性模型自由振动线性衰减

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侧向冲击与静力推覆下方钢管增强RC柱的承载性能与损伤行为

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工程力学 2024年

作者：付佳敏陈林柏森文施明莉湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室

为了研究钢管位置等参数对方钢管增强钢筋混凝土柱动、静态力学性能的影响规律，制作了内置钢管增强RC柱(ISRC柱)、外置钢管增强RC柱(ESRC柱)和双钢管增强RC柱(DSRC柱)三类试件，共6根；其中，4根试件进行侧向静力推覆试验，另外2根试... 详细信息

为了研究钢管位置等参数对方钢管增强钢筋混凝土柱动、静态力学性能的影响规律，制作了内置钢管增强RC柱(ISRC柱)、外置钢管增强RC柱(ESRC柱)和双钢管增强RC柱(DSRC柱)三类试件，共6根；其中，4根试件进行侧向静力推覆试验，另外2根试件进行摆锤冲击试验。获得了不同参数下试件的损伤形态、荷载-位移曲线、钢筋和钢管应变以及平均曲率和剪切应变等试验结果。试验结果表明：在静、动力试验下剪跨比为1.4的试件均发生了不同程度的剪切破坏；且随着剪跨比的增加试件破坏模式发生改变；试件承载能力从小到大依次为ISRC柱、ESRC柱和DSRC柱；ESRC柱延性最好，且内设钢筋笼提高了试件的延性，ISRC柱的平均曲率及平均剪切应变最大；相同冲击能量作用下内置钢管柱的位移峰值最大。

关键词：结构工程方钢管增强钢筋混凝土柱冲击试验水平推覆破坏模式

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