国家自然科学基金(51378404)
- 作品数：23 被引量：66H指数：5
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- 薄壁曲线箱梁空间振动分析方法
- 2019年
- 通过在结点中引入高阶位移插值函数构造形函数矩阵,基于虚功原理和动力有限元理论,推导每个结点11自由度的薄壁曲线箱梁空间单元刚度矩阵和质量矩阵。在推导刚度矩阵时综合考虑薄壁曲线箱梁的拉压、弯曲、扭转、翘曲、畸变和剪力滞效应;在推导质量矩阵时,考虑扭心、畸心与质心不重合的影响。通过MATLAB编制相应的计算程序,求解薄壁曲线箱梁的前5阶自振频率和相应的振型,经与ANSYS板壳单元数值结果比较,吻合良好。本文沿梁长方向划分为数个单元便取得满意效果,所提出的方法可为桥梁结构抗震、抗风和车致振动计算提供依据。
- 蔡恒卢海林颜燕祥严若愚
- 关键词：薄壁曲线箱梁振动频率刚度矩阵质量矩阵有限元
- 独塔混合梁斜拉桥阻尼器参数敏感性分析被引量：5
- 2018年
- 为研究阻尼器参数对独塔混合梁斜拉桥关键节点位移和关键截面内力的影响规律,获得最优阻尼参数组合及其减震效果,以某主跨260m的铁路独塔混合梁斜拉桥为工程背景,对阻尼器力学参数进行研究。采用MIDAS Civil软件建立全桥结构地震响应模型,在塔梁交接处设置2个粘滞阻尼器,考虑桩-土相互作用,选择合适的地震时程函数,进行了阻尼器参数敏感性分析。结果显示:阻尼指数α和阻尼系数C对独塔混合梁斜拉桥关键节点位移、关键截面内力的影响呈相反趋势;该桥最佳阻尼器参数组合为α=0.3和C=4 000kN/(m/s)α;设置粘滞阻尼器后,桥塔塔顶位移、钢-混结合部位移和主梁梁端位移分别减小了69.8%、72%和72.9%,桥塔塔底截面弯矩减小了16.34%。
- 黄民水王琛卢海林
- 关键词：斜拉桥粘滞阻尼器有限元法
- 移动荷载速度对悬臂曲线箱梁剪力滞效应的影响被引量：6
- 2014年
- 利用三维有限元通用软件ANSYS,设置相同的悬臂长度、弹性模量、泊松比和密度等参数,分别考察了7种不同的移动荷载速度对悬臂曲线箱梁和悬臂直线箱梁中剪力滞效应的影响.重点分析了荷载以不同速度移动到悬臂箱梁L/2处时该横截面上应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明:在移动荷载作用下,两种悬臂箱梁L/2处横截面上均出现正剪力滞现象;剪力滞系数随着移动荷载速度的增大而增大,当移动荷载速度小于2m/s时,剪力滞系数增长缓慢;当移动荷载速度超过2m/s时,剪力滞系数增长较快;悬臂曲线箱梁内侧剪力滞系数明显大于外侧剪力滞系数,悬臂直线箱梁剪力滞系数分布曲线介于悬臂曲线箱梁内侧与外侧剪力滞系数分布曲线之间.
- 卢海林张伟颜昌雄
- 关键词：箱梁剪力滞效应有限元
- 基于改进布谷鸟搜索的Benchmark框架损伤识别被引量：4
- 2018年
- 工程优化问题中,布谷鸟搜索存在收敛精度不高、收敛速度较慢等弊端,从发现概率和随机步长两方面对布谷鸟搜索进行改进,并成功进行了实验室结构的损伤识别。对基本布谷鸟搜索进行了改进,发现概率自适应调整,步长自适应变化。基于MATLAB建立了英属哥伦比亚大学实验室ASCE Benchmark框架的3维有限元模型,并提取了6种损伤工况的实测频率和振型。基于频率因子和振型因子建立了目标函数,分别采用基本布谷鸟搜索和改进布谷鸟搜索进行了损伤识别,结果表明,改进的布谷鸟搜索能够更好地识别结构的损伤位置和损伤程度。研究成果具有一定理论研究意义和较高的工程应用价值,可应用于实际工程的损伤识别和健康监测。
- 黄民水乾超越程绍熙卢海林
- 关键词：损伤识别自适应步长
- 静动荷载作用下简支预应力混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析被引量：2
- 2016年
- 选择集中荷载与均布荷载作为静荷载,地震作用与行车荷载作为动荷载,建立曲线箱梁三维空间实体有限元模型.通过静力分析和动荷载作用下时程反应分析,研究跨中截面顶板剪力滞系数变化规律.结果表明：在静动两种荷载作用下,剪力滞系数的最大值都出现在顶板与腹板交界处;在两种静荷载的作用下,剪力滞效应仅在顶板与腹板交界处明显,其它区域微弱,并且剪力滞系数不随荷载值的变化而变化;在天津波作用下,顶板各节点剪力滞系数在0.978~1.045之间,剪力滞效应不明显;在EL Centro波作用下,剪力滞效应明显,各节点剪力滞系数在0.065~4.12之间变化;在行车荷载作用下,剪力滞效应比较明显,剪力滞系数在0.42~2.08之间变化,外侧剪力滞系数峰值明显大于内侧,且剪力滞系数随着车速的增加而增加.
- 卢海林张山万崇勇王琛蔡恒
- 关键词：剪力滞效应曲线箱梁预应力混凝土
- 考虑温度影响的曲线箱梁有限元模型修正被引量：1
- 2017年
- 模型修正按修正对象的不同可分为矩阵型修正法和参数型修正法,参数型修正直接修正材料参数和几何参数,然而材料参数(如弹性模量)往往受环境因素,特别是温度的影响,如果不在修正过程中考虑温度对材料弹性模量的影响,往往会得到错误的结果。文中介绍了一种考虑温度影响、基于优化理论的曲线箱梁有限元模型修正方法。首先认为有机玻璃模型的弹性模量温度相关,建立了两者的关系模型。然后建立有机玻璃曲线箱梁的实验室模型和有限元分析模型,通过地震台振动测试获取了实验模态,通过ANSYS模态分析获取了理论模态。最后考虑了温度的影响、基于优化理论的零阶优化和一阶优化进行有限元模型修正,成功地消除了温度对模型修正的影响,得到了后续损伤识别的基准有限元模型。
- 黄民水程劭熙卢海林
- 关键词：模型修正温度影响曲线箱梁
- 在役结构抗震鉴定加固用地震动参数确定方法被引量：3
- 2015年
- 为研究在役结构抗震鉴定加固用地震动参数的合理取值问题,以均匀泊松分布为地震发生的概率模型,给出不同地震风险中的结构应选用的抗震鉴定评估准则。考虑结构不同使用寿命及结构后续服役期内场地地震具有不同超越概率的影响,推导出各抗震评估准则下结构评估烈度在剩余使用寿命内的超越概率换算为设计基准期为50年的相当超越概率的计算公式;推导出各评估准则下水平地震影响系数最大值、地面峰值加速度与评估烈度之间的换算关系;给出结构在不同评估准则、不同剩余使用寿命下的抗震鉴定加固用地震动参数的调整系数。研究结果表明:研究能合理反映在役结构在后续服役期内的地震风险水平,对在役结构抗震鉴定加固的研究和应用有参考意义。
- 周小龙李英民罗文文卢海林
- 关键词：地震动参数抗震鉴定设防标准
- 多室连续曲线箱梁剪滞效应地震反应分析被引量：1
- 2016年
- 采用三维有限元数值仿真技术对曲线箱梁进行模态分析和地震动作用下时程分析以探讨多室连续曲线箱梁自振特性和剪力滞效应。分别建立单箱单室和单箱双室多跨连续梁空间板壳有限元模型,研究箱室数和曲率角对曲线箱梁自振频率的影响,在此基础上,对单箱双室连续曲线箱梁输入天津波以分析剪滞系数沿纵、横向分布规律。结果表明:箱室数和曲率角对自振频率影响较大,前5阶自振频率随着箱室数增加在增大,随着曲率角增加,自振频率一直在减小,且不同模型的结构前3阶振型特征各不相同;受地震动激励,多室箱梁翼板剪力滞效应显著,沿横向,剪滞系数在顶板与腹板交界处形成峰值,剪滞系数高达2.505,沿纵向,中间支座截面剪力滞效应较跨中截面严重;通过定义宽径比为主要变量,采用最小二乘法对剪滞系数进行回归分析,提出计算剪滞系数峰值的经验公式,与有限元误差不足2%,满足精度要求;
- 卢海林蔡恒汤正
- 关键词：多室箱梁剪滞效应地震作用经验公式
- 移动荷载作用下曲线箱梁剪力滞效应被引量：2
- 2015年
- 采用大型通用有限元软件ANSYS分析了移动荷载作用下曲线箱梁的剪力滞效应.分别设置了3种不同大小的移动荷载和3个不同的作用位置,研究了荷载移动到曲线箱梁L/2跨时该截面的剪力滞效应分布情况.结果表明:荷载沿箱梁中心线移动时,截面内外侧剪力滞效应分布不均匀;荷载沿外侧腹板移动时,外侧腹板处正剪力滞现象明显,内侧腹板以及翼缘板上负剪力滞现象明显;荷载沿内侧腹板移动时,内侧腹板处正剪力滞现象明显,外侧腹板以及翼缘板上负剪力滞现象明显.移动荷载大小的改变,对曲线箱梁剪力滞效应的分布情况影响较小.但随着移动荷载的加大,局部剪力滞效应会少量地增大.
- 卢海林南子俊张伟
- 关键词：曲线箱梁剪力滞移动荷载有限元
- 考虑剪力滞效应的曲线箱梁自振特性研究被引量：10
- 2016年
- 通过假设曲线箱梁翼板纵向位移函数,分别建立了曲线箱梁形变势能和振动动能表达式。综合运用能量变分法和哈密顿原理推导出了曲线箱梁受弯、扭、剪力滞耦合作用的自由振动微分方程,由位移场函数对简支曲线箱梁一阶竖向弯曲频率进行了近似求解,获得了自振频率显示解。然后将理论计算值与ANSYS有限元数值解相比较,误差仅为0.37%,二者吻合良好,证明了理论公式推导的正确性。在此基础上重点研究了剪力滞效应对曲线箱梁自振频率的影响,分析结果表明:剪力滞效应削弱了弯梁的刚度,降低了结构的自振频率,剪力滞效应对弯梁刚度的削弱程度主要取决于宽跨比,当宽跨比由0.15增大到0.4的过程中,曲线箱梁刚度的削弱程度由2.05%增大到12.8%。实际工程中,对于多室箱梁和扁平箱梁,应充分考虑剪力滞效应对自振频率的不利影响。
- 蔡恒卢海林汤正
- 关键词：剪力滞曲线箱梁自振频率宽跨比
