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简支梁桥线形变化对轻轨列车单双线运行性的影响及差异

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中南大学学报（自然科学版） 2017年第6期48卷 1674-1681页

作者：王少杰徐赵东李舒李红伟 shirley j.dyke 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 普渡大学土木工程学院印第安纳西拉斐特47907

以列车-轨道-桥梁系统动力分析理论为基础,基于商业软件ANSYS和APDL语言,针对某城市轻轨工程,建立考虑简支梁桥线形变化的轻轨列车-轨道-桥梁三维动力非线性分析有限元模型,研究桥墩沉降、梁体下挠/上拱对轻轨列车单双线运行性能的影响... 详细信息

以列车-轨道-桥梁系统动力分析理论为基础,基于商业软件ANSYS和APDL语言,针对某城市轻轨工程,建立考虑简支梁桥线形变化的轻轨列车-轨道-桥梁三维动力非线性分析有限元模型,研究桥墩沉降、梁体下挠/上拱对轻轨列车单双线运行性能的影响。研究结果表明:所建模型具有高效、稳定、可靠、可视等特点;桥梁跨中竖向位移响应在列车交会区约为单线运行时的2倍,轮重减载率与单线过桥相比无显著变化,车体最大加速度和Sperling指数较单线过桥时小幅增加;车速是影响轻轨列车运行安全性最主要的因素,其次是梁体线形变化,而运行方式影响程度最小;伴随车速增加,轻轨列车运行平稳性变差;与车体最大加速度相比,Sperling指数对单双线运行方式的影响有更好区分度。

关键词：桥墩沉降梁体下挠/上拱轻轨列车运行安全性运行平稳性相互作用系统

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飞机航电设备的半主动磁流变控制

地震工程与工程振动 2007年第6期27卷 203-210页

作者：谭平 shirley j.dyke 广州大学广东省/广州市地震工程与应用技术重点实验室 Department of Civil Engineering Washington UniversitySt Louis 63130U.S.A.

本文提出一种新的航电设备减振控制策略,采用半主动磁流变阻尼器与小阻尼柔性橡胶支座来取代目前采用高阻尼刚性橡胶支座的方法,以降低对航电设备的耐振要求,增强飞机飞行的安全性。本文建立了航电设备减振控制的两自由度刚体平-扭耦联... 详细信息

本文提出一种新的航电设备减振控制策略,采用半主动磁流变阻尼器与小阻尼柔性橡胶支座来取代目前采用高阻尼刚性橡胶支座的方法,以降低对航电设备的耐振要求,增强飞机飞行的安全性。本文建立了航电设备减振控制的两自由度刚体平-扭耦联模型,荷载激励考虑了基底平动与转动加速度。磁流变阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法,主控制器为H2/LQG控制器,并采用一种加速度反馈的控制策略。针对目前的被动控制方案,本文研究了支座阻尼对减振控制效果的影响。为了得到最优的半主动控制效果,本文对控制器的权矩阵进行了参数优化分析。文中针对一系列工况详细比较了本文所提出的半主动控制策略与目前被动控制策略的减振控制效果。仿真分析结果表明,磁流变阻尼器可以非常有效地减小航电设备的动力反应,新的减振控制策略远优于现有的被动控制方案。

关键词：半主动控制磁流变阻尼器航空电子

轻轨连续梁桥线形变化时车桥耦合振动分析与评价

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建筑结构学报 2016年第S1期37卷 335-341页

作者：王少杰徐赵东刘福胜 shirley j.dyke 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 普渡大学土木工程学院印第安纳西拉斐特in47907 山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018

以列车-轨道-桥梁系统动力学理论为基础,选择某城市轻轨工程为研究对象,在有限元软件ANSYS单一平台实现车桥耦合复杂非线性系统的过桥动力学分析,研究不同车速下连续梁桥线形变化(桥墩沉降、梁体下挠/上拱)对轻轨列车运行性能影响规律... 详细信息

以列车-轨道-桥梁系统动力学理论为基础,选择某城市轻轨工程为研究对象,在有限元软件ANSYS单一平台实现车桥耦合复杂非线性系统的过桥动力学分析,研究不同车速下连续梁桥线形变化(桥墩沉降、梁体下挠/上拱)对轻轨列车运行性能影响规律。结果表明:建立的有限元模型具有求解稳定、建模可视、方便拓展分析等特点;线形相同时,伴随车速增加,轻轨列车运行舒适性、安全性降低;在运营速度段(≤80 km/h),线形变化对舒适性指数无显著影响,桥墩沉降(≤30 mm)、梁体下挠/上拱(≤20 mm)对列车运行安全有显著影响但不起控制作用;在检算速度段(≥100 km/h),桥墩沉降(负值)所致凹陷、梁体上拱对车体竖向加速度有显著影响,线形成为列车运行安全主控因素。

关键词：连续梁桥线型有限元分析车桥耦合振动舒适性安全性

基于能量原理和Kalman滤波器的实时模型修正策略

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东南大学学报（自然科学版） 2015年第3期45卷 539-543页

作者：黄兴淮徐赵东 dyke shirley 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 Mechanical Engineering and Civil Engineering Purdue University

为了实时监测结构的安全状态,提出了一种计算速度快、易收敛的模型修正策略.首先通过计算瞬时能量来建立结构单元刚度和结构响应之间的关系;然后,将结构瞬时能量代入Kalman滤波器中,根据每一时间步能量预测值和实际测量值的差异进行修正... 详细信息

为了实时监测结构的安全状态,提出了一种计算速度快、易收敛的模型修正策略.首先通过计算瞬时能量来建立结构单元刚度和结构响应之间的关系;然后,将结构瞬时能量代入Kalman滤波器中,根据每一时间步能量预测值和实际测量值的差异进行修正,得到结构的真实刚度;最后,以美国地震工程模拟中心数据库(NEES)中的美国某州际公路指示牌支撑桁架为例进行数值验证,结果表明:无噪声干扰情况下,刚度发生20%,40%,60%,80%损伤的杆件和未发生损伤的杆件均能在0.4 s内从初始刚度收敛到各自的真实刚度;在5%随机噪声干扰下,利用该策略修正得到的刚度误差均小于12%;每一时间步所消耗的CPU时间远小于采样周期.因此,利用能量原理和Kalman滤波器能够快速有效地对未知刚度的结构进行实时模型修正.

关键词：实时模型修正能量原理 Kalman滤波器损伤识别结构健康监测

一种基于Kalman滤波和能量原理的实时损伤识别方法(英文)

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journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2015年第2期16卷 105-116页

作者： Xing-huai HUANG shirley dyke Zhao-dong XU Key Laboratory of C&PC Structures of the Ministry of Education Southeast University School of Civil Engineering Purdue University

目的:建立一种损伤识别方法,能够实时地监测多自由度复杂结构中构件的损伤情况。方法:1.用能量原理对结构刚度进行解构,建立结构单元刚度和节点响应之间的关系;2.用Kalman滤波原理分析结构刚度的预测值和测量值,迅速对结构的刚度进行识... 详细信息

目的:建立一种损伤识别方法,能够实时地监测多自由度复杂结构中构件的损伤情况。方法:1.用能量原理对结构刚度进行解构,建立结构单元刚度和节点响应之间的关系;2.用Kalman滤波原理分析结构刚度的预测值和测量值,迅速对结构的刚度进行识别(图6–9);3.对每一步计算进行耗时监测,确保算法的实时性(图10)。结论:1.该方法能够较准确地得到结构的刚度信息,同时得出损伤单元的损伤位置和损伤量;并且收敛速度快,计算量小,具有很强的实时性和抗噪能力;2.对于本文的桁架结构,所有杆件刚度均能在0.4 s内收敛,平均每一荷载步计算时间约为0.0012 s,小于采样周期1/256 s,说明该方法可以迅速、准确地对结构进行实时的监测。

关键词：实时模型修正能量平衡原理 Kalman滤波原理损伤识别健康监测

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基于应变监测的连续梁支承差异沉降识别

吉林大学学报（工学版） 2016年第4期46卷 1090-1096页

作者：王少杰徐赵东李舒王凯洋 dyke shirley j 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 普渡大学土木工程学院美国西拉斐特47907 南京东瑞减震控制科技有限公司南京210033

首先,运用基本力学原理,以三跨相等连续梁为对象,推导了梁体应变改变量与支承差异沉降量之间的解析式;并以某刚性轻轨桥为例,证明了微小支承差异沉降导致的应变改变量是可测的。其次,通过三跨不等连续梁模型试验,采用顶升方法模拟差异沉... 详细信息

首先,运用基本力学原理,以三跨相等连续梁为对象,推导了梁体应变改变量与支承差异沉降量之间的解析式;并以某刚性轻轨桥为例,证明了微小支承差异沉降导致的应变改变量是可测的。其次,通过三跨不等连续梁模型试验,采用顶升方法模拟差异沉降,深入分析了梁底应变改变量与顶升量之间的关系,同时验证了FBG新型传感器的优越性能。再次,推导了与试验模型对应的梁底应变改变量与桥墩差异沉降之间的关系式,对两种模式(边墩顶升、中墩顶升)在不同差异沉降下的理论解与试验测试结果进行比较分析,结果表明二者吻合程度较高。最后,对识别基本流程与策略作了简要叙述。

关键词：结构工程应变差异沉降连续梁模型试验

基于钢轨应变监测的多跨铁路简支梁桥桥墩差异沉降识别

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铁道学报 2016年第3期38卷 106-110页

作者：王少杰徐赵东李舒 shirley dyke 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 普渡大学土木工程学院印第安纳西拉斐特47907

旨在建立基于钢轨应变监测的多跨铁路简支梁桥桥墩差异沉降识别方法。首先,针对对称转角沉降模式的分析表明钢轨与梁体竖向变形具有一致性,为建立沉降致钢轨应变与桥墩差异沉降关系方程奠定了基础。其次,采用空间梁单元、实体单元、弹... 详细信息

旨在建立基于钢轨应变监测的多跨铁路简支梁桥桥墩差异沉降识别方法。首先,针对对称转角沉降模式的分析表明钢轨与梁体竖向变形具有一致性,为建立沉降致钢轨应变与桥墩差异沉降关系方程奠定了基础。其次,采用空间梁单元、实体单元、弹簧单元,结合主从自由度耦合技术,建立了某4跨铁路简支梁桥的钢轨-梁体-桥墩有限元模型。基于该模型的分析表明,轨底可测应变与桥墩差异沉降间存在显著正比例线性关系且应变绝对变化量可测。然后,通过理论推导,得到了沉降致钢轨应变与简支梁桥桥墩差异沉降量之间的解析表达式。解析式物理意义明确,表达形式简单。最后,对解析解与数值解进行了对比分析,两者变化趋势相同,解析解因未考虑外围钢轨约束、下部梁体弯曲变形等,所得结果略大于数值解。

关键词：轨道应变监测差异沉降识别简支梁桥桥墩

磁流变阻尼器的半主动控制及实时混合模拟试验研究

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世界地震工程 2018年第4期34卷 130-135页

作者：李歆吕西林 shirley dyke 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

磁流变阻尼器作为一种比较典型的半主动控制元件,具有构造简单、响应速度快、耐久性好、阻尼力大且连续可调等优点。即使地震中能源中断,磁流变阻尼器仍可以作为被动耗能装置继续工作发挥作用,可靠性高。设计合理有效的磁流变阻尼器半... 详细信息

磁流变阻尼器作为一种比较典型的半主动控制元件,具有构造简单、响应速度快、耐久性好、阻尼力大且连续可调等优点。即使地震中能源中断,磁流变阻尼器仍可以作为被动耗能装置继续工作发挥作用,可靠性高。设计合理有效的磁流变阻尼器半主动控制方法,对于整体结构的减震效果尤其重要。提出一种改进的磁流变阻尼器的半主动控制策略-改进的Bang-Bang控制策略,对装有磁流变阻尼器的减震控制3层框架结构进行了一系列的实时混合模拟试验,对多种半主动控制方法下的振动控制效果进行试验分析。试验结果表明:磁流变阻尼器对框架结构的减震效果显著,并验证了提出的磁流变阻尼器半主动控制策略的有效性。

关键词：磁流变阻尼器实时混合模拟试验半主动控制

Wireless Sensing and Control of Structural Vibration from Earthquake

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