国家自然科学基金(51378203)
- 作品数：13 被引量：51H指数：4
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- 拉索非线性振动控制系统线性化近似求解方法
- 2017年
- 斜拉桥拉索在外部激励下容易引起大幅振动,施加轴向控制力抑制拉索横向振动是一种可行的方法。由于轴力的作用,使得拉索的振动控制系统呈非线性特性,造成求解繁琐和实现困难。首先建立了拉索非线性控制系统时间离散模型,针对控制系统控制矩阵的双线性特征提出了平均值线性化和初始值线性化方法,并从理论上分析了线性化方法对减振效果的影响。以拉索前三阶模态控制系统为例开展了仿真分析,结果表明,在自由振动和随机激励下提出的线性化方法的减振效果比非线性方法降低5%,并能取得良好的减振效果,且两种方法的减振效果基本相同。
- 李建强王修勇孙洪鑫
- 关键词：拉索振动控制线性化方法
- 大跨斜拉桥拉索面内参数振动简化模型及工程应用被引量：4
- 2019年
- 斜拉索是斜拉桥的重要受力构件,当索梁耦合振动时,斜拉索易发生大幅的参数振动。本文提出了一个不计拉索垂度并忽略桥梁自重影响的单自由度力学模型,推出了斜拉索参数振动的简化分析方程。为了考察方程的可行性,利用计算机对该方程进行了仿真,并与另一考虑索桥耦合作用运动方程的仿真分析作了对照,得到了非常相近的结果。基于实验室24.2m的模型斜拉索,辨识了该拉索的固有频率和阻尼,通过试验实现了该斜拉索的一阶参数振动,并分析了发生一阶参数振动时激励频率与固有频率比值。另外运用本文提出的简化方程对实验室拉索作了仿真,得到了参数振动现象,与实验结果对比得到:利用简化分析模型对试验拉索的仿真分析与实验室拉索的实验结果比较吻合,表明不考虑桥梁质量的简化模型具有足够的准确性。最后,结合工程实例,对鄂东大桥的某一可能发生参数振动的拉索进行了仿真分析,表明在桥梁自重较重时本文所提出的简化方程具有较好的适用性;并且发现加装阻尼器可以有效抑制拉索的参数振动。
- 方豪杰王修勇罗一帆孙洪鑫彭剑
- 关键词：桥梁工程斜拉索
- 拉索振动控制无线传输时滞补偿理论与实验研究
- 拉索结构具有阻尼小、刚度小、质量小等特点，使其在各种动荷载作用下极易产生大幅振动。采用向拉索轴向施加主动控制力的变刚度控制能有效的减小拉索的振动。然而传统的有线主动控制需要大量复杂的线缆铺设，极大的增加了主动控制系统的复...
- 黄佩
- 关键词：无线传输时滞补偿移相法
- 文献传递
- 基于磁致伸缩作动器的拉索主动控制时滞补偿研究被引量：7
- 2017年
- 拉索的大幅振动给斜拉桥安全运营带来威胁,采用磁致伸缩作动器施加轴向控制力抑制拉索横向振动是一种可行的方法,由于控制系统时滞的存在,会影响拉索控制效果和结构的稳定性。建立了磁致伸缩作动器动力学模型和拉索-磁致伸缩作动器面内控制系统方程,提出了基于移相法的拉索控制时滞补偿理论和拉索非线性控制系统的线性化方法,通过仿真分析得到了拉索振动控制时滞补偿效果。研究表明,在拉索-磁致伸缩作动器时滞控制系统中,移相法能够取得良好的时滞补偿效果,接近无时滞最优控制减振率。
- 孙洪鑫李建强王修勇方聪
- 关键词：拉索磁致伸缩作动器时滞补偿移相法
- 单面碰撞TMD的减振性能分析与试验被引量：2
- 2020年
- 根据质量块单面碰撞的特点,得到了SS-PTMD的动力特性;开展黏弹性材料自由碰撞试验,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,验证了碰撞力模型的可靠性;设计了可改变频率的单自由度结构的试验模型,开展了减振试验。仿真分析表明:调谐时在自由振动阻尼比由0.1%增加到3.66%时,在简谐激励下的减振率达到95.1%;在频率失谐时(-11.6%)自由振动阻尼比可达到1.71%,在简谐激励下减振率达到94.6%。采用试验分析评估了结构在自由振动、简谐振动的控制效果,分析表明:调谐时在自由振动阻尼比由0.1%增加到3.52%,在简谐激励下的减振率达到95.6%;在频率失谐时(-11.6%)自由振动阻尼比可达到1.43%,在简谐激励下减振率达到95.3%。理论仿真分析和试验结果表明:SS-PTMD能够有效控制自由振动和简谐激励下结构的振动。
- 王修勇胡仁康郭皓君李欣
- 关键词：简谐振动
- 琼州海峡跨海大桥桥址处风雨联合概率分布研究被引量：10
- 2016年
- 选取琼州海峡跨海大桥桥址处观测的36组台风最大10 min平均风速和最大小时降雨量以及澄迈气象站30年来的年最大10 min平均风速和日最大降雨量为样本,确定了风速、雨量的极值Ⅰ型边缘概率分布。采用Copula函数建立了风速、雨量联合分布模型,通过拟合优度比较,得到了桥址处与气象站处的风雨联合分布模型的最优连接函数分别为Gumbel Copula函数和Clayton Copula函数。根据风雨联合分布模型,对琼州海峡大桥风雨极值重现期进行了分析。结果显示,观测塔处极值风速比澄迈气象站处大72%～95%,表明建立桥址观测系统是十分必要的;边缘分布重现期计算出的风速、雨量值小于联合分布重现期的计算值,随重现期的增大,二者差值有减小的趋势。
- 王修勇韩湘逸孙洪鑫李寿科
- 关键词：桥梁工程COPULA函数重现期
- 磁流变阻尼器力学性能降低原因分析被引量：3
- 2020年
- 磁流变阻尼器是一种新型的半主动耗能减振装置,其长期性能涉及磁流变液的稳定性、磁流变颗粒的氧化及阻尼器的密封性能.选取在岳阳洞庭湖大桥拉索减振系统上工作了10年的磁流变阻尼器开展了力学性能实验研究,并与新阻尼器进行了性能对比分析;拆解阻尼器观察其内部变化情况,发现磁流变液泄漏或沉淀;对阻尼器密封性能进行了实验,得到了不同安装角度的泄漏情况;对磁流变颗粒进行了SEM电镜扫描图分析,得到了其颗粒表面氧化情况.
- 邬家利王修勇黄佩
- 关键词：磁流变阻尼器磁流变体
- 复合阻尼索设计及减振性能试验研究被引量：2
- 2018年
- 采用大垂度副索承担横向荷载效应,对主索进行多点弹簧悬挂,使主索保持近似直线状态,获得小张拉力下的主索最大弦向刚度;在主索上串联磁流变阻尼器和复位弹簧,开发出了复合阻尼索。采用塔结构模拟高耸结构,在塔与地面间安装跨度18m复合阻尼索,通过试验研究在不同的主索弦向刚度、主索在结构上不同的安装高度、及磁流变阻尼器不同输入电压下复合阻尼索对结构振动控制的效果。结果表明:复合阻尼索主索弦向刚度越大,其对结构减振效果越好;阻尼索的安装高度越高,其对高耸结构第一阶弯曲振动减振的效果越好;随着阻尼器阻尼系数的增大,结构附加等效阻尼比先增大,后减小,存在最优阻尼系数,使得结构获得最优减振效果。
- 禹见达唐伊人张湘琦彭剑王修勇
- 关键词：振动控制阻尼器
- 拉索-磁致伸缩作动器系统PID控制仿真分析被引量：4
- 2016年
- 拉索的大幅振动给斜拉桥安全运营带来威胁,利用磁致伸缩作动器施加轴向控制力抑制拉索横向振动是一种可行的方法。首先建立磁致伸缩作动器动力学模型,得到了该作动器力-位移传递函数,然后提出拉索-磁致伸缩作动器系统PID控制算法,根据拉索振动幅度大小通过调节PID控制参数,来施加轴向控制力,达到对拉索的控制效果。最后针对自由振动、简谐激励、随机激励三种情况用PID控制算法对拉索-磁致伸缩作动器系统进行了拉索控制效果仿真分析。研究表明,PID控制算法对拉索振动具有很好的控制效果。
- 王修勇李建强孙洪鑫方聪
- 关键词：振动与波拉索磁致伸缩作动器PID控制算法
- 考虑时滞的结构AMD系统控制方法与效果分析被引量：2
- 2015年
- 无线传感器网络的特点使得控制系统中不可避免地存在时滞,从而导致作动器产生的控制力不能及时地施加到结构上,影响控制效果。从考虑时滞的结构主动质量阻尼(AMD)控制系统的状态微分方程求得控制律,研究时滞线性系统振动的主动最优化控制方法并给出具体的实现过程。设计出的控制律表达式中既包括当前的状态反馈,又包括前若干步控制项的线性组合。若仍按无时滞控制设计对时滞控制系统进行控制将可能导致系统的响应发散,达不到对受控结构减振的目的。仿真算例表明,在一定的时滞量范围内,所提方法能够对结构的峰值响应和均方值响应均能达到较好的控制效果,而且确保了系统的稳定性。
- 陈茂生王修勇孙洪鑫李建强
- 关键词：振动与波无线传感器网络时滞最优控制
