调谐负刚度阻尼器的H2优化及减震性能评估

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作者 郜辉 邢晨曦 +1 位作者 王浩 梁瑞军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1571-1578,共8页

为进一步阐明调谐负刚度阻尼器(tuned negative stiffness damper,TNSD)对结构减震控制的优势,本文开展了TNSD对单自由度结构减震控制的H2优化设计,并研究了TNSD的减震增效作用与减震机理。首先,基于单自由度结构-TNSD耦合系统的H2性能... 为进一步阐明调谐负刚度阻尼器(tuned negative stiffness damper,TNSD)对结构减震控制的优势,本文开展了TNSD对单自由度结构减震控制的H2优化设计,并研究了TNSD的减震增效作用与减震机理。首先,基于单自由度结构-TNSD耦合系统的H2性能指标,推导了TNSD最优负刚度系数和最优阻尼系数的设计公式;然后,研究了TNSD的刚度特性和阻尼特性、TNSD对结构的阻尼增效作用、TNSD-结构耦合系统的耗能特点,阐明了TNSD的减震增效机理;最后,开展了TNSD对结构减震控制的地震响应分析。结果表明:TNSD可进一步提升负刚度阻尼器对结构的减震效果,其调谐弹簧可以放大TNSD内部阻尼元件的位移和TNSD等效阻尼系数,提升了TNSD的耗能效率和结构的等效阻尼比。 展开更多

关键词 负刚度 调谐负刚度阻尼器 H2优化 单自由度结构 减振机理 阻尼增效 耗能特征 减震性能提升

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基于小波包分析地震作用下单自由度体系结构动力响应的特点

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作者 袁文君 黄志兰 周瑞忠 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期752-757,共6页

在小波包分解技术和简谐波动力计算的基础上,对地震作用下单自由度体系结构的动力响应特点进行研究.结果表明,利用小波包分解技术的拟合简谐波对地震动的响应分析是可行的.地震动可引起长周期结构很大的位移响应,这种位移响应有两个显... 在小波包分解技术和简谐波动力计算的基础上,对地震作用下单自由度体系结构的动力响应特点进行研究.结果表明,利用小波包分解技术的拟合简谐波对地震动的响应分析是可行的.地震动可引起长周期结构很大的位移响应,这种位移响应有两个显著的特点:①数值上可能超过共振位移达到最大;②最大位移发生的时间通常落后于地震动最大峰值的时间(时延),甚至在某些情况下,地震动完全消失之后,结构位移响应才达到最大,此时位移响应由瞬态振动控制.此外,还对惯性力、阻尼力和弹性力在结构中的作用进行了初步分析. 展开更多

关键词 单自由度 瞬态反应 长周期结构 地震动 反应谱

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近场具有脉冲地层运动的单自由度双线性结构残余位移比谱 被引量：13

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作者 李芳宝 朱晞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期49-55,共7页

遭受近场具有脉冲地层运动的桥梁由于非线性变形桥墩会产生残余位移,给桥梁震后的维修和重建带来困难。运用BISPEC程序,选择45条近场具有脉冲地震记录,进行不同基本周期、延性系数、双线性因子的单自由度双线性结构的时程响应及残余位... 遭受近场具有脉冲地层运动的桥梁由于非线性变形桥墩会产生残余位移,给桥梁震后的维修和重建带来困难。运用BISPEC程序,选择45条近场具有脉冲地震记录,进行不同基本周期、延性系数、双线性因子的单自由度双线性结构的时程响应及残余位移比分析。结果表明:不同地震动作用下,单自由度双线性结构的残余位移的离散性很大;场地类型、结构周期和位移延性对残余位移比的影响不大,双线性因子对残余位移比的影响很大;双线性因子大于0.1时残余位移比很小,双线性因子从0.1变到-0.1时残余位移比迅速增加,双线性因子小于-0.05后,残余位移比接近1。针对单自由度双线性结构的设计,提出近场具有脉冲地层运动的残余位移比谱。应用该谱的工程实例分析结果与非线性时程响应的分析结果吻合较好。 展开更多

关键词 残余位移 近场脉冲 单自由度双线性结构 抗震设计 桥梁

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多—单自由度体系等效转换的若干问题的探讨 被引量：3

4

作者 李世翠 陆本燕 谭伟 《山西建筑》 2007年第9期86-87,共2页

提出等效单自由度体系的概念,阐述了等效的前提条件,叙述了两大不同的等效模式,着重分析了不同侧移模式和水平荷载分布模式对等效体系建立的影响,指出等效参数求解中存在的问题,最后对框架结构的等效转换简化计算提出建议,并对适用的计... 提出等效单自由度体系的概念,阐述了等效的前提条件,叙述了两大不同的等效模式,着重分析了不同侧移模式和水平荷载分布模式对等效体系建立的影响,指出等效参数求解中存在的问题,最后对框架结构的等效转换简化计算提出建议,并对适用的计算方法作出探讨。 展开更多

关键词 等效单自由度体系 侧移模式 水平荷载分布模式 框架结构

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爆炸地震动下矩形储液结构动力响应理论研究

5

作者 张浩天 宋春明 +3 位作者 王明洋 赵雪川 吴红晓 郑际镜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期118-133,共16页

为完善防护工程储液结构设计与评估体系,开展了爆炸冲击地震动作用下储液结构动力响应理论研究。将矩形储液结构简化为具有分布弹性的广义单自由度体系,采用虚功原理建立水平地震动下结构运动方程,通过双向梁函数组合法、Rayleigh法和Du... 为完善防护工程储液结构设计与评估体系,开展了爆炸冲击地震动作用下储液结构动力响应理论研究。将矩形储液结构简化为具有分布弹性的广义单自由度体系,采用虚功原理建立水平地震动下结构运动方程,通过双向梁函数组合法、Rayleigh法和Duhamel积分法分别得到储液结构壁板振型、振动频率和动力响应,进而构建地震响应谱。利用爆炸冲击震动模拟平台开展模型试验,结构测点应变、动水压力计算值与试验数据基本一致,验证了理论方法。通过算例分析储液率、地震动要素对模型结构动力响应的影响,构建爆炸地震动下储液结构挠度响应谱,结果表明:随储液率增加,结构基频降低,地震动激励特征因子先提高后降低,后者反映流固耦合对地震作用的强化效应先增强后减弱;弹性范围内,随地震动加速度峰值提高,结构挠度响应线性提高;地震动加速度持时和波形改变影响频谱特性,使挠度响应发生非线性变化;典型波形爆炸地震动的作用效果均可划分为相对于等效静力作用的缓和区、增强区和等效区;以响应谱峰值作为最不利响应进行防护设计偏于保守,考虑场地爆炸参数范围进行计算可提高工程设计的经济性。 展开更多

关键词 储液结构 广义单自由度体系 虚功原理 流固耦合 爆炸地震动 响应谱

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单自由度结构监测传感器布置优化仿真 被引量：1

6

作者 章海宁 乔富强 《计算机仿真》 北大核心 2020年第8期467-471,共5页

针对传感器布置时存在运行时间较长,精度较低的问题,提出基于单自由度结构监测传感器布置优化方法。根据达朗伯原理运算出等效单自由度微分方程,采用多项式拟合曲线衰减荷载了解等效时长与作用时长之间关系,并运用有效独立法获得测点的... 针对传感器布置时存在运行时间较长,精度较低的问题,提出基于单自由度结构监测传感器布置优化方法。根据达朗伯原理运算出等效单自由度微分方程,采用多项式拟合曲线衰减荷载了解等效时长与作用时长之间关系,并运用有效独立法获得测点的模态数据去除自由度,使Fisher信息矩阵行列式值最小化。利用模态保证准反映有限元软件计算的模态,使由传感器布置的测点得到的结构各阶振型尽可能线性独立。运用插值拟合得到未测点的模态响应,得出整个结构的模态数据。依据Fisher信息矩阵准则,获取模态振型的特性,完成对监测传感器的布置优化。实验结果表明,所提方法能够快速完成传感器优化布置,且具有较高监测精度。 展开更多

关键词 单自由度结构 模态数据 监测传感器 插值拟合

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双重抗震结构及其设计参数的分析研究 被引量：8

7

作者 叶列平 欧阳彦峰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期23-29,22,共8页

本文根据多道抗震设防概念，对双重抗震结构的设防目标进行了探讨，明确了主、 次结构的功能．文中利用单自由度双重结构分析模型，对主、次结构的合理参数关系进行了 计算分析，提出了有关抗震设计建议。有关结果同样也适用于滞迟型减... 本文根据多道抗震设防概念，对双重抗震结构的设防目标进行了探讨，明确了主、 次结构的功能．文中利用单自由度双重结构分析模型，对主、次结构的合理参数关系进行了 计算分析，提出了有关抗震设计建议。有关结果同样也适用于滞迟型减震控制结构。 展开更多

关键词 双重抗震结构 主结构 次结构 单自由度

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基于HHT的单自由度结构渐进损伤识别方法 被引量：1

8

作者 刘义艳 巨永锋 +1 位作者 段晨东 陈立彬 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期59-64,共6页

为了解决结构健康监测中非平稳随机信号的时变性并有效地监测损伤过程,研究了基于Hilbert-Huang变换的结构渐进损伤识别方法。首先,该方法模拟产生单自由度结构系统发生渐进损伤的加速度振动信号;然后对加速度振动信号进行经验模式分解... 为了解决结构健康监测中非平稳随机信号的时变性并有效地监测损伤过程,研究了基于Hilbert-Huang变换的结构渐进损伤识别方法。首先,该方法模拟产生单自由度结构系统发生渐进损伤的加速度振动信号;然后对加速度振动信号进行经验模式分解,将其分解为多个平稳的固有模式函数之和;最后再选取若干个包含主要损伤信息的固有模式函数进行Hilbert变换,提取瞬时频率作为特征参数进行损伤特征提取。研究结果表明,瞬时频率可以作为结构渐进损伤的特征参数,它对损伤较敏感;损伤前后,瞬时频率会发生明显的变化。 展开更多

关键词 单自由度结构 渐进损伤 Hilbert—Huang变换 瞬时频率 特征提取

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基于单自由度结构的颗粒阻尼减振机理试验研究 被引量：19

9

作者 闫维明 王瑾 许维炳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期76-82,共7页

颗粒阻尼(Particle Damping)技术具有减振效果好、作用频带宽、对原结构改动小、布置灵活等优点,因而在航空及机械振动控制领域得到了广泛的研究,但在建筑结构中的研究尚处于探索阶段。以单自由度钢框架结构为研究对象,通过自由振动试验... 颗粒阻尼(Particle Damping)技术具有减振效果好、作用频带宽、对原结构改动小、布置灵活等优点,因而在航空及机械振动控制领域得到了广泛的研究,但在建筑结构中的研究尚处于探索阶段。以单自由度钢框架结构为研究对象,通过自由振动试验,对比原结构、附加阻尼颗粒结构的响应,研究颗粒质量比、粒径、腔体底摩擦系数、颗粒堆积状态与振动方向长度、激励强度各参数对颗粒阻尼减振控制效果的影响。结果表明,阻尼颗粒提供的等效附加阻尼比随颗粒质量比的增加先增加后减小;粒径小的颗粒数量更多,效果更好;增加腔体底部摩擦导致颗粒运动变缓,减振效果变差;当颗粒没有堆积时,腔体尺寸对阻尼效果的影响很小;振动方向长度增加,阻尼效果略有变差;等效附加阻尼比随激励强度的增加先增加后趋于稳定。颗粒阻尼技术在单自由度结构体系减振控制中的应用效果良好,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 单自由度结构 自由振动 颗粒阻尼 阻尼比

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近断层强震作用结构动力可靠度分析 被引量：9

10

作者 周继磊 杨迪雄 +1 位作者 陈国海 韩昌瑞 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期136-143,共8页

近断层脉冲型地震动峰值参数在不同方位上差异明显,其最强脉冲能量所对应方位上的地震动时程对结构的破坏远高于普通的地震动记录。为此,分别利用蒙特卡罗模拟和子集模拟方法研究了单自由度系统和多高层框架结构在最强脉冲能量地震动输... 近断层脉冲型地震动峰值参数在不同方位上差异明显,其最强脉冲能量所对应方位上的地震动时程对结构的破坏远高于普通的地震动记录。为此,分别利用蒙特卡罗模拟和子集模拟方法研究了单自由度系统和多高层框架结构在最强脉冲能量地震动输入作用下的动力可靠度,分析了随机脉冲模型参数的变异性对不同周期结构动力可靠度的影响。研究表明:脉冲周期、峰值地面速度和脉冲波数量对结构的可靠度影响较大,在动力可靠度和基于性能抗震设计等概率分析时需考虑其变异性。而随机脉冲地震动模型其他参数对结构的动力可靠度影响较小,可取均值,不考虑其变异性。对框架结构的动力可靠度分析表明,引起框架结构发生破坏的主要因素为低频脉冲的作用,而高频成分的影响较小。 展开更多

关键词 近断层地震动 随机合成 脉冲模型 最强脉冲能量 单自由度系统 框架结构 子集模拟 动力可靠度分析

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基于EEMD和SVR的单自由度结构状态趋势预测 被引量：6

11

作者 刘义艳 贺栓海 +1 位作者 巨永锋 段晨东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期60-64,共5页

为了解决结构早期损伤难以正确识别的问题,结合聚类经验模式分解(EEMD)解决随机不确定性问题和支持向量机(SVM)解决预测问题这两者的优势,提出了一种基于EEMD特征提取的支持向量机回归(SVR)结构状态趋势预测方法。先对单自由度结构渐进... 为了解决结构早期损伤难以正确识别的问题,结合聚类经验模式分解(EEMD)解决随机不确定性问题和支持向量机(SVM)解决预测问题这两者的优势,提出了一种基于EEMD特征提取的支持向量机回归(SVR)结构状态趋势预测方法。先对单自由度结构渐进损伤的加速度振动信号进行EEMD,再进行希尔伯特变换(HT),计算瞬时频率,然后用回归支持向量机对反映结构健康状态的瞬时频率进行趋势预测。研究表明:对于渐变损伤该方法可以准确地、高精度地预测结构状态趋势。 展开更多

关键词 聚类经验模式分解 支持向量机回归 单自由度结构 瞬时频率 趋势预测

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