检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2024年第22期43卷 287-292页

作者：温青郭建炜龙航翟晓亮华旭刚孙洪鑫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长沙410082 中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安710075

方形结构和构件在工程结构中应用广泛,其风致振动问题随着高度和跨度的增加而更加突出,角部处理是方形截面结构工程中常用的一种气动措施。为了研究翼板角部处理对方柱全风向角风致振动性能的影响,开展了标准方柱和翼板角部处理方柱的... 详细信息

方形结构和构件在工程结构中应用广泛,其风致振动问题随着高度和跨度的增加而更加突出,角部处理是方形截面结构工程中常用的一种气动措施。为了研究翼板角部处理对方柱全风向角风致振动性能的影响,开展了标准方柱和翼板角部处理方柱的全风向角节段模型风洞试验,分析了标准方柱和带翼方柱全风向角涡激振动和驰振性能。结果表明:(1)翼板角部处理减小了方柱发生涡激振动的风向角范围,但是,最大涡激振动振幅和风速锁定区间明显大于标准方柱,翼板并未改善方柱的涡激振动性能,反而不利于方柱的涡激振动;(2)翼板角部处理没有提高方柱的驰振临界风速,但减小了发生驰振的风向角工况,整体而言,翼板角部处理并没有改善方柱的驰振性能;(3)在全风向角范围内,带翼方柱观测到涡激振动、驰振耦合状态振动和非耦合状态振动,表明风向角是改变柱体驰振类型的一个重要因素。

关键词：标准方柱带翼方柱驰振涡激振动全风向角

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曲线钢桁桥人致振动舒适性评价现场试验研究

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噪声与振动控制 2024年第6期44卷 236-241页

作者：温青何泳霖周越曹张华旭刚孙洪鑫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长沙410082

大跨曲线钢桁梁人行桥竖向、横向和扭转振型耦合强,人致振动舒适度评价和减振控制难度大。以湖南省长沙市浏阳河一主跨为120 m的曲线双层桥面三跨连续钢桁梁桥—汉桥为工程背景,通过理论分析和人群激励现场动力试验,识别桥梁固有模态参... 详细信息

大跨曲线钢桁梁人行桥竖向、横向和扭转振型耦合强,人致振动舒适度评价和减振控制难度大。以湖南省长沙市浏阳河一主跨为120 m的曲线双层桥面三跨连续钢桁梁桥—汉桥为工程背景,通过理论分析和人群激励现场动力试验,识别桥梁固有模态参数,评价人致振动舒适性,优化设计调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)并评价TMD的减振效果。研究表明:因桥梁第一阶竖弯模态和第一阶扭转模态的阻尼比仅为0.23%和0.3%,人致振动加速度不满足舒适性要求;采用竖向TMD进行竖弯模态和扭转模态的减振控制,减振后的桥梁满足舒适性要求。

关键词：振动与波钢桁架梁桥人致振动现场实测舒适性评价人行桥

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掺钢纤维无配筋UHPC矩形梁抗扭性能试验研究

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桥梁建设 2023年第1期53卷 55-62页

作者：周聪汪建群贾文博祝明桥罗许国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 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室湖南长沙410114

为研究掺钢纤维无配筋超高性能混凝土(UHPC)矩形梁的抗扭性能,分析钢纤维类型对梁体纯扭受力行为的影响,设计制作4根UHPC矩形梁[包括未掺钢纤维试件1根;掺短圆直、长圆直、端钩钢纤维试件各1根(钢纤维长分别为13,20,13 mm,直径均为0.2 ... 详细信息

为研究掺钢纤维无配筋超高性能混凝土(UHPC)矩形梁的抗扭性能,分析钢纤维类型对梁体纯扭受力行为的影响,设计制作4根UHPC矩形梁[包括未掺钢纤维试件1根;掺短圆直、长圆直、端钩钢纤维试件各1根(钢纤维长分别为13,20,13 mm,直径均为0.2 mm,体积掺量均为2%)],并设计1套纯扭加载装置进行试件纯扭试验。基于试验结果,分析各试件在纯扭作用下的扭矩~扭率曲线、开裂和极限扭矩、扭矩~应变曲线、裂缝分布等,并推导UHPC矩形梁的抗扭承载力计算公式,将计算值与试验值进行对比验证。结果表明:掺入钢纤维使UHPC试件由脆性破坏变为延性破坏,且开裂和极限扭矩均有明显提升,最大提升幅度分别为45.6%和100.6%;当体积掺量不变时,钢纤维类型对无配筋UHPC梁开裂扭矩和扭率影响较小,但对极限扭矩和扭率以及裂缝分布有较大影响;掺端钩纤维试件和掺长圆直纤维试件的抗扭承载力和延性均优于掺短圆直纤维试件;掺钢纤维UHPC梁在纯扭作用下的主拉和主压应变显著高于未掺试件,表明钢纤维可以有效“桥联”UHPC基体;试件的抗扭承载力试验值和计算值比值的平均值为0.93,标准差为0.09,说明提出的抗扭承载力计算公式具有良好的精度。建议实际工程中的无筋或少筋UHPC构件采用端钩或长圆直纤维,以改善结构的抗扭延性和裂后承载力。

关键词：超高性能混凝土矩形梁无配筋钢纤维裂缝分布抗扭性能抗扭承载力纯扭试验

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多频激励作用下悬索时滞减振控制研究

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振动与冲击 2023年第17期42卷 182-187,274页

作者：夏慧彭剑李禄欣孙洪鑫禹见达邵宏利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

悬索作为一类典型的柔性结构,因其本身质量轻,柔性大,阻尼小等特点,在多频激励的作用下容易产生大幅振动,易造成结构疲劳破坏,从而导致工程灾害的发生。因此,悬索的振动控制是工程实际应用中亟须解决的问题。该研究采用时滞速度反馈控... 详细信息

悬索作为一类典型的柔性结构,因其本身质量轻,柔性大,阻尼小等特点,在多频激励的作用下容易产生大幅振动,易造成结构疲劳破坏,从而导致工程灾害的发生。因此,悬索的振动控制是工程实际应用中亟须解决的问题。该研究采用时滞速度反馈控制策略对多频激励下的悬索进行减振控制。基于Hamilton变分原理,建立多频激励下受控悬索的非线性振动控制模型。利用Galerkin法得到离散后的时滞微分方程,通过多尺度法求解受控悬索发生超谐波与亚谐波联合共振时的幅频响应方程,并判断稳态解的稳定性,分析了受控悬索的非线性动力学行为,以及控制系统参数对共振响应的影响。研究结果表明,多频激励时悬索系统同时出现超谐共振和亚谐共振响应的特性,随着时滞值的增大不同分枝之间距离减小,随着控制增益减小分枝的稳定和不稳定解的相位趋于接近。通过调节控制增益和时滞值的大小可以改变共振范围、响应幅值及其相位,达到最优控制效果。

关键词：时滞反馈共振响应悬索多频激励

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人行桥阻尼索减振研究

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振动与冲击 2023年第4期42卷 256-262页

作者：彭文林禹见达胡磊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

随着人行桥跨度不断增加,其固有频率受行人质量的影响增大,为提高人行桥的宽频减振效果,提出了一种由阻尼器、复位弹簧并联后再与拉索串联而成的阻尼索减振方法。首先,以简支梁模拟人行桥,建立了阻尼索-人行桥弯曲振动方程,采用解析法... 详细信息

随着人行桥跨度不断增加,其固有频率受行人质量的影响增大,为提高人行桥的宽频减振效果,提出了一种由阻尼器、复位弹簧并联后再与拉索串联而成的阻尼索减振方法。首先,以简支梁模拟人行桥,建立了阻尼索-人行桥弯曲振动方程,采用解析法获得了阻尼索为人行桥提供的附加阻尼比计算公式。然后,通过模型试验分析了桥梁频率、阻尼器黏性系数等参数变化时阻尼索为桥梁提供的附加阻尼比变化规律。研究结果表明,阻尼索可为人行桥提供非常大的附加阻尼比,附加阻尼比理论计算公式与试验结果吻合。最后,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：桥梁减振人行桥振动控制阻尼索

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工程结构抗冰雹冲击研究进展及展望

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第1期50卷 228-236页

作者：戴益民徐瑛李怿歆王威杨伟元湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 结构抗风与振动控制湖南省重点实验室(湖南科技大学) 湖南湘潭411201

冰雹是最严重的灾害性天气现象之一,且其灾致损失呈现逐年递增趋势,如何减少冰雹灾害造成的损失成为工程领域必须面对的现实问题.然而目前结构抗冰雹冲击研究十分有限,因此系统开展结构冰雹冲击减灾防灾理论和实践研究具有重要意义.本... 详细信息

冰雹是最严重的灾害性天气现象之一,且其灾致损失呈现逐年递增趋势,如何减少冰雹灾害造成的损失成为工程领域必须面对的现实问题.然而目前结构抗冰雹冲击研究十分有限,因此系统开展结构冰雹冲击减灾防灾理论和实践研究具有重要意义.本文首先综述了冰雹力学性能,然后详细介绍了工程结构抗冰雹试验和数值模拟研究现状,最后对冰雹和强风、暴雨耦合作用及机理相关研究进行了展望,以期为结构抗冰雹冲击研究提供基础资料和新的视角.

关键词：冰雹冲击冲击试验数值模拟本构模型减灾防灾

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基于GA-BP神经网络的风雹耦合所致冰雹冲击力预测

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工程力学 2023年

作者：戴益民李怿歆徐瑛刘泰廷王威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

自然灾害统计表明，风雹对光伏结构灾害损失量呈现逐年递增趋势，国内外针对风雹耦合作用相关研究基本空白，因此有必要针对风雹耦合作用下光伏结构的抗风雹冲击力开展研究，该研究对精确预测光伏结构抗风雹冲击能力具有重要的现实意义... 详细信息

自然灾害统计表明，风雹对光伏结构灾害损失量呈现逐年递增趋势，国内外针对风雹耦合作用相关研究基本空白，因此有必要针对风雹耦合作用下光伏结构的抗风雹冲击力开展研究，该研究对精确预测光伏结构抗风雹冲击能力具有重要的现实意义。本文采用课题组自研的冰雹冲击模拟一体化装置进行了风雹耦合机理试验，以风速与湍流度为变量，系统研究不同粒径冰雹对光伏结构冲击力峰值规律，试验结果验证并指导建立了BP神经网络结构用于预测风雹下单颗粒冰雹冲击力，同时利用遗传算法对BP神经网络进行优化，建立了GA-BP神经网络。结果表明：冰雹冲击力峰值随着冰雹粒子直径、发射速度以及风速的增大而增大，冰雹冲击力峰值随着湍流度的增大而减小，且同样冰雹发射速度下，直径越大，冰雹冲击力受风速以及湍流度的影响越明显；相比传统BP神经网络，GA-BP神经网络的预测精度和泛化能力更强，可以更精准地预测风雹耦合作用下单颗粒冰雹冲击力峰值。

关键词：光伏结构风雹灾害冰雹冲击力 BP神经网络 GA-BP神经网络风速湍流度

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基于贝叶斯后验估计的桥梁动态称重算法理论与试验研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 20-27页

作者：张龙威原璐琪陈宁袁帅华张龙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湖南省重点实验室湖南湘潭411201

桥梁动态称重(bridge weigh-in-motion,BWIM)利用过桥车辆对桥梁产生的动力响应快速识别车辆轴质量。由于实测的动力响应包含测量误差,在一定程度上降低了传统BWIM算法的轴质量识别精度。为了解决这一问题,提出基于贝叶斯后验估计的桥... 详细信息

桥梁动态称重(bridge weigh-in-motion,BWIM)利用过桥车辆对桥梁产生的动力响应快速识别车辆轴质量。由于实测的动力响应包含测量误差,在一定程度上降低了传统BWIM算法的轴质量识别精度。为了解决这一问题,提出基于贝叶斯后验估计的桥梁动态称重算法。该算法考虑了测量误差对轴质量识别精度的影响,假设测量误差和轴质量服从高斯分布,利用测量误差的标准差和轴质量标准差得到能抑制测量误差的约束因子,推导出新的轴质量求解方程。基于数值仿真和实桥试验,分别得到传统BWIM算法和贝叶斯算法的轴质量识别精度,并进行对比分析。试验结果表明:相比于传统BWIM算法,贝叶斯算法能够有效抑制测量误差的影响,明显改善轴质量识别精度。

关键词：桥梁动态称重(BWIM) 贝叶斯后验估计最小二乘测量误差实桥试验

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环境激励下大跨度斜拉桥模态参数识别的贝叶斯谱分解法研究

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振动工程学报 2024年

作者：封周权张吉仁温青石双发景强高文博华旭刚湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室港珠澳大桥管理局

近年来，由于贝叶斯模态识别方法优越的不确定性量化能力，其在大跨度桥梁领域应用日益广泛。为了进一步提升贝叶斯模态参数识别的计算效率，基于频域分解法（FDD）与贝叶斯谱密度法（BSDA）的思想，提出了贝叶斯谱分解法（BSD）。分别... 详细信息

近年来，由于贝叶斯模态识别方法优越的不确定性量化能力，其在大跨度桥梁领域应用日益广泛。为了进一步提升贝叶斯模态参数识别的计算效率，基于频域分解法（FDD）与贝叶斯谱密度法（BSDA）的思想，提出了贝叶斯谱分解法（BSD）。分别对每阶模态附近的响应谱矩阵进行奇异值分解，得到奇异值（包含频率和阻尼信息）和奇异向量（包含振型信息）；利用奇异值和奇异向量的统计特性推导了待识别模态参数的后验概率分布函数，将模态参数识别转化为求最大后验概率点的优化问题；采用高斯分布近似后验概率分布函数以实现识别结果的不确定性量化。通过一个6层框架的数值模型对贝叶斯谱分解法的有效性进行了验证。随后将贝叶斯谱分解法应用于一座大跨度斜拉桥中，利用环境振动数据识别得到了桥梁的模态参数，并与随机子空间法（SSI）识别结果进行了对比分析。识别结果进一步证明了贝叶斯谱分解法的有效性和先进性。

关键词：大跨度斜拉桥模态识别贝叶斯推理环境振动谱分解不确定性量化

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基于UHPC的RC梁抗扭加固新方法及试验

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中国公路学报 2023年第9期36卷 119-133页

作者：周聪汪建群陈继涛邵旭东李立峰祝明桥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 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)具有远超常规混凝土的力学性能及耐久性,十分适用于既有RC梁加固,但目前相关研究主要集中于抗弯和抗剪加固方面,关于抗扭加固的文献很少。为探究采用UHPC对RC梁进行抗扭加固的有效... 详细信息

超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)具有远超常规混凝土的力学性能及耐久性,十分适用于既有RC梁加固,但目前相关研究主要集中于抗弯和抗剪加固方面,关于抗扭加固的文献很少。为探究采用UHPC对RC梁进行抗扭加固的有效性,开展了9根试件的纯扭模型试验,包括1根未加固RC梁(对比梁)和8根UHPC加固RC梁,变化参数为UHPC层包裹方式、UHPC层厚度、UHPC掺加钢纤维类型、UHPC-RC界面处理方式以及UHPC层配筋率。基于模型试验,获得了各试件的扭转破坏模式、扭矩-扭率曲线、扭矩-应变曲线、裂缝分布、UHPC-RC界面滑移等结果,深入分析了不同参数对加固梁抗扭性能的影响规律。结果表明:加固梁的开裂和极限扭矩均明显高于对比梁,最大提升幅度分别为488.5%和593.2%;全包裹形式能更好地抵抗扭转效应,加固效果最佳,建议优先采用;两面包裹形式的抗扭承载力增幅最小,且试件破坏时UHPC层几乎从RC梁剥离,应避免采用;U形包裹形式的加固效果介于两面和全包裹之间,UHPC层与RC梁始终黏结良好,当全包裹无法实现时也可采用该形式;UHPC层厚度需综合考虑加固效果、加固成本以及加固梁尺寸要求来确定;掺端钩纤维加固梁的抗扭承载力优于掺圆直纤维试件;浇筑UHPC前应对RC梁表面作凿毛处理,以确保二者持续作为整体共同受力;UHPC层内配筋加固梁的抗扭承载力比未配筋时提高347.2%,增幅明显,建议在实际加固中使用。最后,提出了UHPC加固RC矩形梁的抗扭承载力计算公式,并对6根试件进行了验证,结果表明计算公式精度良好。

关键词：桥梁工程抗扭加固试验研究超高性能混凝土 RC矩形梁

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