为了实现悬索桥索鞍鞍槽不规则空间曲面特征的智能制造,需要优化制造加工过程中的三维建模与数控编程。运用UG NX软件中的Expressions功能进行参数化建模,可以优化此类特征的建模与编程过程,避免重复性操作。针对不同尺寸的同类型鞍槽,只需建立参数化模型,同步替换对应的参数表格,更新加工刀路轨迹,即可快速得到成型程序,实现制造过程的智能化。文中以某悬索桥散索鞍鞍槽的实际加工为例,详细介绍了优化过程,结合实际加工的结果,表明该方法可行。

气动导纳函数是桥梁抖振分析中的重要气动参数,通常利用风洞试验或数值模拟平台生成入口随机紊流风速或单频简谐来流进行识别。本文基于指数脉冲形式简单、频带宽的特点,提出了采用入口指数脉冲风速识别气动导纳的数值模拟方法。选取理想平板为研究对象,采用该方法进行气动导纳识别研究,并与理论Sears函数进行比较。研究结果表明,本文提出的数值识别方法具有可行性,当脉冲宽度大于600/s2、计算时间步长小于0.0005 s时,可以得到较为准确的结果。

探究涡振机理是桥梁涡激振动效应评价与控制的重要前提。立足于涡振发展完整过程中多尺度气动力(宏观整体涡激力与局部分布压力)与结构效应同步演变特性分析,从涡激气动力及其对结构行为作用机制角度揭示涡振机理。以典型大跨度桥梁流线型闭口箱梁断面为研究对象,实现了弹性悬挂节段模型同步测力、测振和测压风洞试验,精确获取了整体涡激力时频演变特征。对涡振过程风速关键结点模型表面气动力进行分析,可知箱梁整体涡激力特性在涡振发生前、锁定区上升区、振幅极值点、下降区以及涡振后等不同时期具有明显的变迁历程:上表面下游、下表面下游与下游风嘴转角区域分布气动力对涡激力的贡献、整体涡激力幅值等均与涡振振幅呈正相关关系,与涡振振幅同时达到最大。在锁定区内,涡激力高次谐波成分显著变化。在振幅极值点时,二次谐...

通过对节段模型进行风洞测压试验,采用区域性功率谱分析的方法,对桥梁钝体断面在不同攻角下发生"软"颤振时所受气动力高次谐波分量进行了研究。试验结果表明,气动升力中的表现比在气动扭矩中的更显著,发现了"软"颤振时模型所受气动力中高次谐波分量随风攻角变化的规律,以及同攻角下模型表面高次谐波分量分布规律。

桥梁断面的气动导纳,除了利用风洞试验直接识别外,Scanlan通过假定Wagner函数和Kussner函数等效提出了利用颤振导数表示的气动导纳关系式,Hatanaka等提出利用"等效"的Theodorsen函数表示的气动导纳。这两种方法虽然简化了气动导纳的识别,但是在逻辑上都存在问题。本文利用风洞试验,识别了平板断面和长宽比为4的矩形断面的颤振导数和气动导纳函数。通过比较识别的气动导纳与利用上述两种方法计算的气动导纳,验证了这两种方法的不合理性。研究结果表明:通过等效的阶跃函数推导的气动导纳函数,因为忽略了高阶运动模式,所以导致识别的气动导纳随着折算频率的增加,与试验直接识别的气动导纳的差距逐渐增大,并最终趋向于一个极限值;这种方法仅在脉动风波长远大于断面特征长度时是适用的;根据等效的Theodorsen函数表示的气动导纳函数,在低频范围内也...

以某实桥为工程背景,对比了该实桥试验荷载所测试的数据与不同简化下模型所计算的理论值,并分析了铺装层和护栏对理论计算的影响及护栏随桥面宽度变化对理论计算产生的影响。

采用Küssner类型函数对抖振力以及气动导纳在时域内进行模拟。对某大跨度悬索桥初步设计方案进行了风洞试验,得到该桥梁加劲梁断面的气动导纳。以试验气动导纳以及基于二维薄机翼理论的Sears气动导纳为基础进行了参数识别,得到相应的Küssner函数参数值。根据识别得到的Küssner函数,分别在时域内计算了考虑Sears气动导纳、试验气动导纳以及不考虑导纳时的抖振位移响应。分析结果表明采用Küssner函数法可灵活地将频域内的气动导纳转换为时域函数,从而便于考虑各类非线性后进行动力有限元分析。数值算例结果表明,当不考虑气动导纳时会得到显著偏大的抖振结果。考虑气动导纳时,基于Sears函数的抖振响应又明显高于基于试验导纳的抖振响应。因此,即使是对于采用类平板扁平箱梁的大跨度桥梁,其抖振响应分析宜采用试验测得的气动导纳代替广泛应...

基于计算流体动力学(CFD),以某高墩大跨连续刚构桥的典型断面为背景进行数值模拟,引入无量纲的静力三分力系数概念,对比分析风攻角、梁高等参数对桥梁主梁截面气动力特性的影响,并结合可视化流场分析其作用机理。结果表明,CFD方法能直观分析钝体绕流特征及结构的气动力特性;箱梁断面升力系数受风攻角的影响较大,阻力系数受梁高的影响较大;梁高越大,主梁截面的三分力系数随风攻角变化的幅度越小,流场分布越复杂。

介绍了磁流变液基本特性、组成及磁流变液的制备工艺。磁流变液属可控流体,是由非导磁性液体和均匀分散其中的微小软磁性颗粒混合而成的悬浮体。在零磁场条件下呈现出低粘度牛顿流体特性;在强磁场作用下,则可在毫秒级的时间内呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性。与电流变液相比,磁流变液具有励磁线圈工作电压低、剪切屈服强度高、对体内杂质温度等因素不敏感等优点。这使得由其制成的磁流变阻尼器在桥梁结构、建筑结构主动、半主动震动控制领域展现了很好的应用前景。考虑到经济性,目前,桥梁结构用磁流变阻尼器主要针对斜拉桥拉索减振及重要的多跨高墩连续梁桥。铁路简支钢桁梁桥也有应用。

采用无量纲相似分析法,计算出基于磁流变支座的三跨桥梁与小尺度试验台架的动力学关系,并以该关系为基础来指导试验台架模型的设计。运用Matlab分别对两系统进行动力学理论计算,仿真与试验结果表明：桥梁原型与模拟模型的加速度、位移等具有较好的相似性。进一步根据模型参数,搭建小尺度试验台架,试验结果与理论值基本吻合,桥面振动加速度峰值最大减小42%,位移峰值最大减小36%。表明采用相似理论进行模型试验研究能够揭示出桥梁可控隔振原型的主要隔振性能。