张皋过江通道南航道桥作为张皋过江通道的控制性工程,主桥采用主跨为2300 m的悬索桥设计,主梁采用扁平钢箱梁设计(宽度达51.7 m),跨中桥面距离海平面高度达77 m,具有桥梁跨度大、主梁宽度大、桥面高等特点。以上特性均导致了该桥对风的作用极为敏感,颤振设计面临着前所未有的挑战。研究表明该桥原设计断面无法达到颤振设计要求,就如何提高该类2000 m级整体钢箱梁悬索桥的颤振稳定性,采用1∶50节段模型风洞试验进行了研究。试验结果表明,上中央稳定板、下中央稳定板、水平稳定板以及改变人行道板倾角等传统气动措施已无法满足该类超大跨度桥梁的颤振设计需求,但在设置上、下中央稳定板的基础上,在人行道板端部设置斜45°导流板可显著提高该桥在各风攻角下的颤振临界风速至满足颤振设计要求,并通过1∶196全桥气弹模型风洞试验对该组合气...

为了研究冰棱对覆冰导线气动力及驰振稳定性的影响。应用FLUENT中的SST k-w湍流模型对三维五冰棱覆冰导线绕流场进行数值模拟分析,将三维五冰棱覆冰导线模型沿展向方向分为5个节段,监控全攻角下节段3的阻力系数、升力系数,并分析不同风速、冰棱长度、相邻冰棱间距等对气动力参数产生的影响,根据Den Hartog理论计算得到驰振力系数,并判定覆冰导线的振稳定性。结果表明冰棱覆冰导线形态对覆冰导线流体绕流特性有极大的影响,其绕流场呈现明显的周期性;冰棱覆冰导线气动力参数受风攻角影响较大,阻力系数最大值与最小值相差2.55,升力系数最大值与最小值相差5.83;风速、冰棱长度、相邻冰棱间距等因素对冰棱覆冰导线气动力参数影响有限;覆冰导线部分驰振力系数小于零(<0),冰棱覆冰导线处于非稳定状态,冰棱覆冰导线出现驰振舞动概率极大。

为了给实际土木工程中并列三方柱结构的抗风设计提供参考,采用刚性模型测压风洞试验的方法,测试并研究了并列三方柱的升阻力系数、风压系数及斯托罗哈数随间距的变化规律。三方柱相邻两柱的间距与单方柱边长之比L/D的变化范围为1.2~8.0。研究结果表明当1.2≤L/D≤2.0时,由于偏流现象的存在,两侧方柱的气动力不等,中间方柱会受到非0的平均升力作用;当L/D由2.0增加到2.5时,两侧方柱的脉动阻力会出现突升现象;当L/D由3.0增加到3.5时,中间方柱的脉动阻力和三方柱的脉动升力会出现突升现象。并列三方柱的旋涡脱落在1.2≤L/D≤2.0时受到了明显的抑制,在L/D≥2.5时比较明显,且对应的斯托罗哈数大致相等。

为研究波浪形底面对列车-桥梁气动荷载影响下的车桥系统振动响应,选取平潭海峡元洪水道大桥为研究对象,固定列车车速和风速,采用流体动力学软件Fluent,计算系统在横风作用及不同波浪形底面下列车和桥梁的气动荷载。基于有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK建立三维列车-桥梁联合仿真模型,将得到的气动荷载通过时间激励方式施加到列车-桥梁系统中。研究相同车速和风速在不同波浪重现期下波浪形底面对气动荷载的影响以及车桥耦合振动问题。研究结果表明底面为平面时,风速剖面近似呈线性增长,且风速梯度显著大于底面为波浪形的工况;底面为波浪面时,各重现期下风场特性差异较小,波谷临近处速度梯度较小,向两侧波峰逐渐增大;风场中不同重现期波浪面的改变会使列车和桥梁的气动荷载的频率、幅值大小发生不同程度的改变;底部为平面时,...

为了给实际工程中线形布置双方形截面结构的脉动风荷载提供参考,通过刚性模型风洞试验测试了不同风向角下线形布置双方柱在不同间距时的脉动气动力系数,并与单方柱的结果进行了对比分析。结果表明线形布置双方柱的脉动气动力特性按风向角可分为小风向角(0°≤α≤10°)、中等风向角(10°<α<80°)和大风向角(80°≤α≤90°)三类。在小风向角和大风向角下,脉动气动力系数分别在3.0

关键词： 线形布置双方柱 风洞试验 脉动气动力 风向角 点击下载

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。依据Lagrange方程建立MR-TLCD与单自由度结构耦合动力方程,从耗能受力角度详细阐述MR阻尼力、TLCD液体恢复力是阻尼力还是负阻尼力。基于MTALAB/Simulink工具箱,仿真分析单自由度被控结构受风致振动时简单双态控制、离复位控制和两级双态控制三种半主动算法下的减振效果。结果表明提出的两级双态控制算法效果最优,离复位控制次之,简单双态控制远好于被动控制效果。综合考虑MR-TLCD与被控结构组成的动力系统,两级双态控制最趋于稳定。三种控制算法均显示良好控制效果,且结构位移控制效果略好于结构加速度。

针对空间柔性桁架结构振动半主动控制的需要,提出了一种重量轻、结构紧凑的双活塞磁流变阻尼器。基于磁流变液流变特性和流体动力学理论,通过分析阻尼器节流通道内的流场情况,建立了阻尼力与活塞速度之间的关系。给出了适用于阻尼器初始设计的简化阻尼力计算方法,准静态测试的结果验证了计算方法的正确性。针对动态测试实验结果中输出力在去程和回程的不对称问题,提出了一种改进的非对称双曲正切模型。结果表明,改进模型能够准确描述新型阻尼器的动力学特性,在去程和回程都有很高的建模精度。

针对滚动轴承内圈不同损伤程度的特征提取问题,提出一种基于Volterra核函数理论和双谱分析相结合的故障特征定量提取方法。该方法利用系统输入输出振动信号确定Volterra模型;通过改进的多脉冲激励法对模型的Volterra核函数进行求解,并利用广义频率响应函数（GFRF）进行模型辨识;利用双谱及其切片谱图手段,分离并且量化提取二阶核函数中由于相位耦合所隐含的故障程度特征信息。利用滚动轴承试验台采集数据,对此分析方法进行实验验证,并与包络谱分析进行了对比。结果表明：在无明显冲击振动的情况下,利用双谱切片方法可以直观地对Volterra二阶核函数进行量化表述,并且能够有效地将正常轴承和不同损伤程度的内圈故障轴承进行区分。

U型波纹管是常用的管道连接和补偿装置,波纹管的结构设计对其声学传递特性具有重要影响。采用声学有限元法建立了波纹管的数值计算模型,计算了不同结构参数下波纹管的声学传递损失,得到了结构参数对波纹管声学传递损失的影响规律。基于有限元仿真结果,建立了波纹管传递损失峰值频带上、下限频率计算的数学模型。设计加工了一个波纹管试件,采用两负载实验法测试了其声学传递损失,并将实验结果与有限元仿真结果进行了对比。结果表明：U型波纹管的声学传递损失具有典型的带阻滤波特性;波高、波宽及内径是影响波纹管传递损失峰值频带上、下限频率的最主要因素;波纹管传递损失峰值频带上、下限频率数学模型的计算结果与有限元仿真结果的误差在±3.0%以内;波纹管声学传递损失的实验结果与仿真结果基本吻合,验证了波纹管声学有限元模...

非线性静力分析(Pushover)广泛地用于房屋结构的抗震设计及性能评估,但在桥梁结构分析中仍处在探索和方法验证阶段。由于桥梁结构地震响应受高阶振型影响较大,采用了传统Pushover(SPA)、模态Pushover(MPA)和上界Pushover(UBPA)三种方法,并以四种侧向力的模式作用于桥梁结构,将Pushover方法应用于实际工程景洪大桥的地震需求评估。以非线性时程分析(NL-THA)方法的结果为标准,评估了Pushover方法在桥梁整体及局部构件地震需求估算中的有效性及误差范围。对比结果表明综合考虑MPA和UBPA方法的优点,对钢管混凝土(CFST)拱桥纵向地震需求评估与NL-THA方法分析结果趋势相似,并提高了评估精度,验证了Pushover方法对CFST拱桥地震需求评估的适用性,对实际工程的地震需求评估提供一定的借鉴意义。