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输电线路共振舞动机理试验研究

工程力学 2023年第10期40卷 71-80页

作者：谢献忠张淳淇林文欣彭剑湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

该文开展了输电线路共振舞动机理试验研究,以湖南省某220 kV输电线路工程为原型,基于动力相似原理,设计制作了塔线体系试验模型。为最大限度保有输电线路本身的动力特性,设计研发了一套非接触式电磁激励系统。采用单相面内激励、三相面... 详细信息

该文开展了输电线路共振舞动机理试验研究,以湖南省某220 kV输电线路工程为原型,基于动力相似原理,设计制作了塔线体系试验模型。为最大限度保有输电线路本身的动力特性,设计研发了一套非接触式电磁激励系统。采用单相面内激励、三相面内激励以及三相面外激励等不同的激励工况,对输电线路的强迫振动特性进行了测试和分析。结果表明:系统共振是引发输电线大幅舞动的主要机理,输电线路发生大幅舞动的激励频率均趋近于系统的各阶固有频率且振型一致。塔-线之间、相-相之间存在显著的耦合振动现象,非激励相也会发生大幅舞动,其幅值有时甚至超过激励相,相与相之间存在明显的动力吸振现象。三相输电线路在共振状态下的振动形式非常复杂,从时程上看,相间存在同步、反向同步和延迟同步等振动形式,且相间常常发生同周期拍振或异周期拍振现象,异周期拍振时,振幅此消彼长,能量在相间往复传递。从轨迹上看,有直线形、椭圆形、新月形、“8”字形、甚至混沌运动等,且由于随机干扰的影响,轨迹会发生漂移现象。

关键词：输电线路导线舞动耦合振动共振拍振

基于应变能与频率灵敏度的静动力双目标ESO

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计算力学学报 2023年第2期40卷 192-197页

作者：张鹄志张棒周云谢献忠湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南大学土木工程学院长沙410082

当前在运用渐进结构优化(ESO)时,大多仅设定了单一的静力或动力目标,难以满足工程结构设计的需求。为此,将单目标优化常用的应变能灵敏度和频率灵敏度进行无量纲处理,再与多目标优化理论结合,开发出静动力双目标ESO。通过多个不同边界... 详细信息

当前在运用渐进结构优化(ESO)时,大多仅设定了单一的静力或动力目标,难以满足工程结构设计的需求。为此,将单目标优化常用的应变能灵敏度和频率灵敏度进行无量纲处理,再与多目标优化理论结合,开发出静动力双目标ESO。通过多个不同边界条件的深受弯构件数值算例,证实了新方法的运行稳定性和普遍适用性,同时还得到了静力优化与动力优化间的权重系数比取值建议。有限元对比分析结果表明,该新方法相较于传统的单目标优化,能够兼顾结构的静动力性能,使结构耗材减少但静力刚度基本维持,同时材料利用率和一阶固有频率还能不断提升。

关键词：渐进结构优化双目标优化动力优化应变能灵敏度频率灵敏度拓扑优化结构优化设计

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三相输电线动力系统耦合减振试验研究

应用力学学报 2022年第1期39卷 87-95页

作者：谢献忠吴源杰王文军梁开元彭剑湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

对三相输电线动力系统进行了耦合减振试验研究。选择湖南省某220 kV输电线路作为工程原型,设计制作了三相耦合输电线路的动力相似试验模型、刚度可调的相间间隔棒以及时延加载装置。对于三相耦合的非线性多振子动力系统,全面考虑耦合强... 详细信息

对三相输电线动力系统进行了耦合减振试验研究。选择湖南省某220 kV输电线路作为工程原型,设计制作了三相耦合输电线路的动力相似试验模型、刚度可调的相间间隔棒以及时延加载装置。对于三相耦合的非线性多振子动力系统,全面考虑耦合强度、时间延迟和频率错配等影响因素,通过调整模型结构参数或采用延迟激励措施,使整个系统处于一种微幅振动的最优状态,从而实现三相输电线路的耦合减振。试验结果表明,随着时延参数和耦合强度的增大,动力系统依次出现振幅下降-微幅振动-振幅上升3个参数区间,稳定且有一定分布跨度的微振区间为输电线路的耦合减振控制提供了便利。增大三相线路的放线应力差异化,即增大系统的频率错配参数,振幅呈整体下降态势,但当放线应力差异化接近10%左右时,振幅已基本稳定,频率错配的减振效果趋于最优。全面考虑耦合强度、时间延迟和频率错配等影响因素对三相输电线动力系统进行最优设计,则该系统在各种危险工况下的减振率可达30%~90%。

关键词：耦合减振频率错配时延耦合耦合强度输电线路

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基于周期统计平均的结构动力复合反演研究

振动与冲击 2004年第3期23卷 46-49页

作者：谢献忠易伟建湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南大学土木工程学院长沙410082

研究了输入未确知条件下的参数识别、荷载反演问题。根据激励的周期特性 ,运用统计平均的思想 ,构造出一类时域识别反演算法。数值算例表明 ,该算法的参数识别精度高 ,且具有很强的噪声适应能力和初参数选择鲁棒性。将本文算法与全量补... 详细信息

研究了输入未确知条件下的参数识别、荷载反演问题。根据激励的周期特性 ,运用统计平均的思想 ,构造出一类时域识别反演算法。数值算例表明 ,该算法的参数识别精度高 ,且具有很强的噪声适应能力和初参数选择鲁棒性。将本文算法与全量补偿算法有机会结合。

关键词：统计平均数值算例周期特性反演问题转动参数识别反演算法荷载结构动力有机

建模误差对结构损伤识别神经网络的输入向量的影响

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振动与冲击 2004年第2期23卷 39-43页

作者：谢献忠易伟建湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南大学土木工程学院长沙410082

通过理论推导 ,得到了模型参数误差均匀分布时五种输入向量相对误差的计算公式 ,这些公式为结构损伤识别神经网络的输入向量的选择提供了理论指导。理论分析表明 ,用归一后的频率变化比或按模态点归一的一阶模态损伤信号指标构造神经网... 详细信息

通过理论推导 ,得到了模型参数误差均匀分布时五种输入向量相对误差的计算公式 ,这些公式为结构损伤识别神经网络的输入向量的选择提供了理论指导。理论分析表明 ,用归一后的频率变化比或按模态点归一的一阶模态损伤信号指标构造神经网络的输入向量 ,能有效地降低甚至消除均匀建模误差的影响。这些公式和结论在梁和框架损伤识别的数值算例中得到了证实。此外 ,本文对非均匀建模误差对神经网络输入向量及识别结果的影响进行了数值模拟和分析。

关键词：损伤识别神经网络输入向量建模误差模式识别结构损伤

时滞位移反馈作用下压电耦合梁非线性受迫振动

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应用力学学报 2016年第5期33卷 898-903,942页

作者：彭剑张改谢献忠湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

采用非线性动力学中的直接法,从理论上推导了时滞位移反馈控制作用下压电耦合梁非线性受迫主共振、亚谐波共振响应一阶近似解,研究了时滞、反馈控制增益、激励幅值等系统参数对系统非线性受迫振动的影响,分析了主共振、亚谐波共振动力... 详细信息

采用非线性动力学中的直接法,从理论上推导了时滞位移反馈控制作用下压电耦合梁非线性受迫主共振、亚谐波共振响应一阶近似解,研究了时滞、反馈控制增益、激励幅值等系统参数对系统非线性受迫振动的影响,分析了主共振、亚谐波共振动力响应随参数变化的规律。结果表明:主共振响应幅值随时滞量呈周期性变化;随着反馈增益的增大,系统响应幅值得到明显抑制,合理地控制系统参数选取可提高振动控制的效率。

关键词：时滞位移反馈主共振亚谐共振压电梁稳定性

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钢筋混凝土框架结构模型动力识别试验研究

工程力学 2009年第7期26卷 170-175页

作者：谢献忠易伟建陈文新湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

通过随机采样方式获取混凝土框架模型各层的地脉动加速度信号,采用虚拟响应提取技术较好的剔除了地脉动信号中的高频随机噪声和低频趋势噪声。采用积分算子变换法重构了变换空间内的位移、速度和加速度响应信号。在地脉动激励未知的前提... 详细信息

通过随机采样方式获取混凝土框架模型各层的地脉动加速度信号,采用虚拟响应提取技术较好的剔除了地脉动信号中的高频随机噪声和低频趋势噪声。采用积分算子变换法重构了变换空间内的位移、速度和加速度响应信号。在地脉动激励未知的前提下,首先利用1层―4层的响应信号,在变换空间内通过时域反演的方法识别出框架模型2层―4层的刚度、阻尼参数。然后利用结构的基频信息,通过求解特征值反问题得出底层的刚度参数。识别结果与D值法计算的层刚度参数值基本吻合。

关键词：结构工程动力识别时域试验研究混凝土框架模型

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长距离带式输送机在过渡过程中的瞬态响应

力学与实践 1995年第4期17卷 51-53页

作者：谢献忠湘潭矿业学院

导出长距离带式输送机系统的动力学方程，求出其伽辽金解，并以神府矿区某矿主平峒胶带机为例作了数学计算，结果与实际相符。

关键词：带式输送机瞬态响应动力学矿山运输

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多档输电线非线性建模及面内自由振动分析

应用力学学报 2017年第6期34卷 1097-1101页

作者：谢献忠胡霞彭剑湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

考虑边界条件和耦合连接条件,基于Hamilton变分原理,建立了多档输电线结构的精细化动力学模型。对两档输电线系统的特征值问题进行了研究;根据面内特征值方程,确定结构的模态函数,分析了垂跨比、跨度比等参数对面内固有频率的影响。研... 详细信息

考虑边界条件和耦合连接条件,基于Hamilton变分原理,建立了多档输电线结构的精细化动力学模型。对两档输电线系统的特征值问题进行了研究;根据面内特征值方程,确定结构的模态函数,分析了垂跨比、跨度比等参数对面内固有频率的影响。研究结果表明,随着跨度比和垂度比的增大,各档之间横向振动耦合增强,模态频率会发生频率穿越现象。本文结合模态局部化因子描述体系的局部模态、整体模态、混合模态行为,输电线档间通过连续条件耦合,产生混合模态。结果表明,在Veering区和频率穿越区附近,某些频率接近相等,存在1:1内共振和2:1内共振模式。

关键词：变分原理输电线自然频率模态内共振