国家自然科学基金(51178396)
- 作品数：35 被引量：185H指数：10
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- 基于负刚度理论的新型减震器试验被引量：1
- 2019年
- 在参考现有理论与有限元分析的基础上,以加速度响应、加速度均方差和减振率3个评价指标来研究基于负刚度理论的新型被动减震器的减震效果,论证了该装置的适用性。按照试验要求制作了单榀三层钢框架和减震器模型,并对框架模型进行了配重以模拟实际情况,分别选用El Centro波、Taft波、人工波和设计反应谱生成的波作为地震荷载。对安装该减震器的单榀三层钢框架进行振动台试验。结果表明:在不同地震波的作用下减震器均发挥作用,不同测点处的加速度响应、加速度均方差和减振率3个指标均低于无控结构,减震器具有比较好的减震效果;不同水准地震动激励下,模型结构顶层、二层及一层最大加速度响应的减振率分别达到45.01%,26.32%,13.57%,其最大加速度均方根响应的减振率则分别达到53.01%,31.83%,19.59%,安装负刚度减振装置的钢框架模型结构的加速度响应得到了有效控制。
- 薛松领沈锐利张也
- 关键词：减振装置振动台试验钢框架
- 外激励作用下斜拉桥索-梁相关振动特性被引量：1
- 2015年
- 为了研究大跨度斜拉桥在外激励作用下发生的索-梁相关振动,基于非线性振动理论建立了拉索发生大幅度非线性振动的理论方程,开发了有限元索动力单元;建立了某大跨度斜拉桥全桥有限元模型,在此基础上,使用索动力单元模拟斜拉索;最后,以一座具有代表性的大跨度公路斜拉桥为例,研究了在不同工况的外激励作用下斜拉桥发生索-梁相关振动的特性.研究结果表明:在斜拉桥全桥尺度下研究索-梁相关振动更为合理;斜拉桥的索-梁相关振动是一个能量传递过程;在外激励作用下,拉索1∶1主共振更容易发生,2∶1参数共振相对不容易发生;靠近桥塔位置的较短拉索不容易发生较大幅度的振动.
- 王涛沈锐利
- 关键词：斜拉桥拉索非线性有限元方法
- 悬索桥主缆与索鞍间滑移行为及力学特征试验被引量：17
- 2018年
- 为明确主缆与索鞍间的滑移机理,给相关理论研究提供必要基础,开展了试验研究以揭示主缆在不平衡力作用下的滑移行为及力学特征。制定了以两端张拉丝股模拟主缆平衡状态、以单侧顶推索鞍模拟主缆偏载状态的加载方案,并设计了相应的试验模型及测试方法;考虑索股侧面摩擦及试验索股数目的影响,开展了共8种工况的试验测试,利用实测数据对索力发展特征、索股滑移行为、滑移时变效应及名义摩擦因数变化规律等关键问题进行了系统研究。结果表明:顶推索鞍初期所产生的不平衡力在索股间平均分配,随着不平衡力增大,索股相继滑移且滑移后基本维持其索力差不变;索股均已滑移后的缆力差的发展具有单向性,但残余缆力差相对较小;索股位移发展包括弹性变形、局部蠕动和滑移3个典型阶段;主缆滑移时变效应有限,即主缆滑移后仍具备较可靠的稳载能力;名义摩擦因数随索股相继滑移而增加的同时会引起较突出的索力不均匀性问题,故在主缆抗滑措施研究中尚需对该问题予以重视;侧面摩擦是索股分批滑移及索股数目对试验结果产生影响的根本原因,鉴于侧面摩擦显著的抗滑贡献,对其继续深入研究并充分应用具有重要意义;建议多塔悬索桥主缆与索鞍间的摩擦因数取值可放宽至0.2。
- 王路沈锐利白伦华王渊
- 关键词：桥梁工程模型试验主缆索鞍
- 基于动力非线性有限元法的索-梁相关振动研究被引量：8
- 2015年
- 根据考虑结构几何非线性的有限元动力时程积分算法,开发了有限元程序SD_FEM。使用该程序建立了精细的索-梁组合结构有限元模型,计算了结构的自振特性与结构在外部动力荷载作用下的振动响应。分别讨论了当整体结构自振频率与拉索局部自振频率有1∶1、2∶1和不成倍数关系时,索-梁相关振动导致拉索振动的状况。分析了数值计算结果,总结了索-梁相关振动的本质规律。
- 王涛沈锐利
- 关键词：拉索振动动力特性有限元方法
- 张紧的平行钢丝索股在端部转动条件下的弯曲特性试验研究被引量：1
- 2017年
- 桥梁缆索结构的弯曲应力对钢丝的疲劳寿命和应力腐蚀有明显影响,但传统的梁弯曲计算方法不能很好反应缆索结构的弯曲特性。通过模型试验对受张拉的平行钢丝索股在端部转动时的弯曲特性研究,试验结果表明:平行钢丝索股的初始张力、端部转角大小对弯曲应力影响明显,而索股有效长度影响不明显。索股钢丝之间在达到最大摩擦力前不发生滑移,抗弯刚度保持不变;随着弯曲曲率增加,沿索股径向和法向扩散出现分层滑移现象,索股截面的整体性降低,抗弯刚度逐渐减小;当索股钢丝全部产生滑移后,端部的抗弯刚度不再变化。
- 沈锐利曾发全
- 关键词：模型试验抗弯刚度弯曲应力
- 计入重力弦向分量影响的斜拉索非线性自由振动分析被引量：2
- 2015年
- 为了进一步准确计算斜拉索的自振频率,考虑斜拉索的重力在弦向的分量对斜拉索非线性振动的影响,分别建立了斜拉索的垂度微分方程和非线性自由振动方程,采用幂级数法求解垂度微分方程,采用伽辽金法把偏微分方程转化为常微分方程,运用摄动法求得该方程的近似解,并制定了相应的数值计算方法,与理论解进行了比较。研究了考虑索力变化影响后拉索的振动特性,采用了更精确的函数来逼近垂度悬链线,解决了考虑重力在弦向的分量时,用抛物线来逼近垂度悬链线时的精度不足的问题。随着索的长度增加,索的总质量也越来越大,因此要考虑斜拉索的重力弦向的分量对斜拉索的振动的影响。
- 袁从森沈锐利周凌远李伟东官快
- 关键词：斜拉桥斜拉索
- 端点位移激励下斜拉索非线性振动计算方法研究被引量：4
- 2016年
- 考虑拉索不同阶模态大幅振动之间的耦合效应,根据拉索的振动理论,详细地推导了单根拉索在端点位移激励下发生大幅振动时的非线性振动方程。根据某实际斜拉桥拉索参数,讨论了不同垂跨比对拉索振动特性的影响。使用四阶Runge-Kutta法求解拉索的非线性振动方程,通过对比有限元模型的非线性动力时程积分数值计算结果,验证了理论模型的可靠性与适用性。
- 王涛沈锐利
- 关键词：斜拉索模态
- 基于离散时间传递矩阵法的变截面刚构桥地震时程分析方法被引量：1
- 2018年
- 为提高变截面刚构桥地震动力时程分析的计算效率，提出了基于离散时间传递矩阵法的时程算法。首先，从欧拉梁的动平衡方程出发，结合逐步时间积分法的线性化方法，基于离散时间传递矩阵法推导了欧拉梁的单元传递矩阵；然后，将变截面刚构桥离散为平面杆系结构，依据张量变换原理将单元状态矢量转换至整体坐标系下，借助分叉点处的协调条件和平衡条件建立了离散体系的整体传递矩阵；最后，借助数值仿真软件，考虑地震荷载的多点输入影响，采用逐步数值迭代求解的方式实现了变截面刚构桥的地震动力时程分析。以某变截面刚构桥为算例完成仿真计算，并与有限元法就数值计算精度和计算效率进行了对比讨论，分析结果论证了本文所提算法的有效性和高效性。
- 王渊沈锐利闫勇王路
- 两种新单元在悬索桥有限元计算中的应用被引量：4
- 2014年
- 为实现索与鞍座间接触非线性计算,开发了可用于悬索桥有限元计算的2种新单元:鞍座单元和锚跨单元,其中鞍座单元用于主缆和塔顶鞍座的接触非线性计算,锚跨单元用于锚跨分散索股及边跨主缆与散索鞍的接触非线性计算。根据空间悬链线理论及索与鞍座的几何关系,推导出精确的单元节点力。以增量代替微分,根据刚度矩阵的定义,推导出单元的切线刚度矩阵。编制了包含2种新单元在内的悬索桥几何非线性有限元程序。计算表明:2种新单元计算精度高、收敛速度较快,解决了悬索桥索与鞍座间接触非线性的计算难题。
- 齐东春沈锐利杨俊
- 关键词：悬索桥主缆鞍座有限元法
- 基于离散时间传递矩阵法的变截面梁地震时程分析方法研究被引量：2
- 2018年
- 为提高变截面梁地震动力求解的计算效率,提出了基于离散时间传递矩阵法的时程分析方法。首先,从欧拉梁的偏微分振动方程出发,基于逐步时间积分法的线性化方法并结合张量变换原理,建立了变截面梁的动力时程计算方法;其次,考虑地震动激励的非一致输入效应,采用数值迭代求解的方式建立了变截面梁地震动力时程分析的离散时间传递矩阵算法;最后,编制了数值仿真计算程序,并结合具体算例进行了算法的有效性和高效性验证。算例结果表明:在采用相同计算模型的前提下,离散时间传递矩阵法不仅能够在计算精度方面与有限元法保持一致,同时还拥有更高的计算效率。
- 王渊沈锐利闫勇
- 关键词：变截面梁
