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回传射线矩阵法在周期结构振动分析中的应用

机械设计与制造 2020年第5期 59-62页

作者：陈林布英磊叶曦王青山中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 中南大学机电工程学院湖南长沙410083

回传射线矩阵法(MRRM)是Pao和Howard等人在分析二维框架的动态响应时提出的。对于一维周期结构结构,其周期性结构排列的思想与回传射线矩阵法的单元划分思想较为吻合;采用回传射线矩阵法计算一维周期结构结构的传输特性曲线,经过单元的... 详细信息

回传射线矩阵法(MRRM)是Pao和Howard等人在分析二维框架的动态响应时提出的。对于一维周期结构结构,其周期性结构排列的思想与回传射线矩阵法的单元划分思想较为吻合;采用回传射线矩阵法计算一维周期结构结构的传输特性曲线,经过单元的划分与节点的定义,建立对偶坐标系,在单元范围内求解对应的相位关系矩阵;节点处,结合外力源向量,根据力平衡关系以及位移协调关系得出单元关系矩阵;通过引入转换矩阵以及对总体关系矩阵的组装,建立总体结构的回传波矩阵。在此基础上求解线性方程组,可以得出结构的位移和内力。计算一维等截面周期结构对于轴向波的传输特性,并且与有限元分析法进行对比,验证该算法计算的正确性。

关键词：周期结构回传射线矩阵法回传波矩阵相位矩阵散射矩阵转换矩阵

回传射线矩阵法分析有阻尼二维埋置框架结构的瞬态动力响应

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回传射线矩阵法分析有阻尼二维埋置框架结构的瞬态动力响应

作者：任夏丽兰州交通大学

学位级别：硕士

埋置框架结构已经被广泛应用于土木工程中。在冲击荷载下,有阻尼二维埋置框架结构的波动响应分析以及土体参数、框架结构自身因素对埋置框架结构波动响应的影响,目前研究还很少。研究该问题对埋置框架结构的设计及检测具有指导意义。因... 详细信息

埋置框架结构已经被广泛应用于土木工程中。在冲击荷载下,有阻尼二维埋置框架结构的波动响应分析以及土体参数、框架结构自身因素对埋置框架结构波动响应的影响,目前研究还很少。研究该问题对埋置框架结构的设计及检测具有指导意义。因此,本文基于回传射线矩阵法,着重研究土体参数及框架本身因素对二维埋置框架结构瞬态波动响应的影响。本文首先研究了桩土系统中土体阻尼和材料阻尼对谱关系和弥散关系的影响。研究表明桩侧土弹簧系数越大,谱关系中截止频率越大,弥散关系中相速度的峰值越大,峰值点对应的频率也依次增大。其次,研究了斜向激振力作用下,均质土体中有阻尼二维埋置框架结构的瞬态波动响应,并分析了材料阻尼及土体阻尼、接收点位置不同和埋桩深度不同对埋置框架结构瞬态波动响应的影响。研究表明桩身材料应变粘性阻尼越大,波在传播过程中产生的弥散效应越强,波的能量耗散越大。接着,研究了激振力斜向作用下,成层土体中有阻尼二维埋置框架结构的瞬态波动响应。研究表明在两层土体中,上层土体越硬,从桩土分界面上回传的反射波越强烈;下层土体越硬,从两层土体的土层分界面上回传的反射波信号越强。然后,研究了激振力斜向作用下,成层土体中有缺陷与无缺陷有阻尼二维埋置框架结构的瞬态波动响应的比较。研究表明扩颈缺陷框架结构和缩颈缺陷框架结构的缺陷单元节点处的反射信号是反向的,经过缺陷段从其他节点反射的波,幅值会受影响,但方向不变。最后,总结了全文研究的工作和主要成果,并提出了进一步研究的建议。

关键词：有阻尼二维埋置框架结构回传射线矩阵法频谱关系瞬态波动响应缺陷

变截面修正Timoshenko梁自振频率的回传射线矩阵法分析

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地震工程学报 2022年第4期44卷 751-758页

作者：余云燕孔嘉乐陈进浩付艳艳李盛兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000

考虑剪切变形对转动惯量的影响,对经典Timoshenko梁理论进行修正,并基于回传射线矩阵法,将横截面线性变化的圆台均匀分为多段分段等截面等效梁,推导并求解三种经典边界(两端简支、两端固支、一端固支一端自由)条件下变截面修正Timoshenk... 详细信息

考虑剪切变形对转动惯量的影响,对经典Timoshenko梁理论进行修正,并基于回传射线矩阵法,将横截面线性变化的圆台均匀分为多段分段等截面等效梁,推导并求解三种经典边界(两端简支、两端固支、一端固支一端自由)条件下变截面修正Timoshenko梁的自振频率,进一步分析分段数目和梁长度的变化对变截面修正Timoshenko梁自振频率的影响;将计算结果与相同边界条件下经典Timoshenko梁的相应结果进行对比。研究表明:回传射线矩阵法用于分析变截面梁的自振频率时具有良好的计算精度和收敛性;相同边界条件下修正Timoshenko梁的自振频率小于经典Timoshenko梁,且梁越短粗,修正造成的影响(剪切变形对转动惯量的影响)就越大。

关键词：变截面梁修正Timoshenko梁理论回传射线矩阵法自振频率

框架结构瞬态波动响应及自振频率的回传射线矩阵法分析

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振动与冲击 2016年第10期35卷 83-90页

作者：陈进浩余云燕兰州交通大学土木工程学院兰州730070

基于回传射线矩阵法,通过节点的力平衡和位移协调条件及局部坐标系下单元两端位移之间的关系,建立方波脉冲激振力作用下铰接T形框架的回传射线矩阵。在此基础上分析了弹性波在框架中的传播特征,探讨了单元交界点处的反射波、入射波与透... 详细信息

基于回传射线矩阵法,通过节点的力平衡和位移协调条件及局部坐标系下单元两端位移之间的关系,建立方波脉冲激振力作用下铰接T形框架的回传射线矩阵。在此基础上分析了弹性波在框架中的传播特征,探讨了单元交界点处的反射波、入射波与透射波的波形特征。以回传射线矩阵法为基础,求解此框架的自振频率,并与有限元法求出的结果进行比较,结果表明,二者之间的结果非常接近,以此证明了该方法的有效性。

关键词：回传射线矩阵法弹性波框架结构自振频率

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非对称层合梁瞬态响应回传射线矩阵法解

振动与冲击 2015年第20期34卷 1-5页

作者：缪馥星孙国钧宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

用回传射线矩阵法分析计及一阶剪切变形效应的层合复合材料梁瞬态动力响应;给出速度瞬态响应的回传射线矩阵法计算公式;计算分析轴向-弯曲-剪切耦合效应对层合梁瞬态动力响应影响。结果表明,回传射线矩阵法可求解计及一阶剪切变形效应... 详细信息

用回传射线矩阵法分析计及一阶剪切变形效应的层合复合材料梁瞬态动力响应;给出速度瞬态响应的回传射线矩阵法计算公式;计算分析轴向-弯曲-剪切耦合效应对层合梁瞬态动力响应影响。结果表明,回传射线矩阵法可求解计及一阶剪切变形效应时层合梁瞬态动力响应,且与有限元法解一致;横向(轴向)加载可引起明显的轴向(横向)响应,随铺层角增大轴向-弯曲-剪切耦合效应增加,沿不同方向加载下轴向、横向速度响应幅值明显增加。

关键词：一阶剪切变形效应轴向-弯曲-剪切耦合效应瞬态动力响应回传射线矩阵法层合梁

基于回传射线矩阵法成层土中部分埋入黏弹性桩的波动响应研究

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振动与冲击 2015年第14期34卷 56-64页

作者：余云燕姚栋兰州交通大学土木工程学院兰州730070

基于回传射线矩阵法获得桩顶作用半个正弦波脉冲时成层土中部分埋入黏弹性桩桩顶处速度导纳,利用Fourier逆变换与卷积定理获得瞬态半正弦激振力作用下桩顶处时域速度响应。比较均匀地基部分埋入桩受桩身材料阻尼与桩侧土体阻尼作用的桩... 详细信息

基于回传射线矩阵法获得桩顶作用半个正弦波脉冲时成层土中部分埋入黏弹性桩桩顶处速度导纳,利用Fourier逆变换与卷积定理获得瞬态半正弦激振力作用下桩顶处时域速度响应。比较均匀地基部分埋入桩受桩身材料阻尼与桩侧土体阻尼作用的桩顶速度响应,分析软(硬)夹层厚度、夹层土土性参数、桩底土土性参数变化对桩顶速度导纳及反射波影响。结果表明,桩身材料阻尼对桩顶速度导纳及反射信号均有衰减作用,且会使桩底反射波发生弥散现象;桩侧、桩底土体刚度变化会使速度导纳低频段曲线产生偏移量;桩侧、桩底土体阻尼变化对桩顶速度导纳及反射波较二者刚度变化影响更大。

关键词：回传射线矩阵法成层土部分埋入黏弹性桩瞬态波动速度导纳

回传射线矩阵法计算T型框架结构波动响应及固有频率

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兰州工业学院学报 2015年第4期22卷 6-13页

作者：林安余云燕兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

基于回传射线矩阵法,研究了方形脉冲作用下T型框架结构的波动响应,验证了节点的受力平衡和位移协调条件,分析了T型框架结构受到冲击荷载时轴向速度波、横向速度波以及轴力和剪力的瞬态波动响应,探讨了T型框架结构的固有频率.结果表明:... 详细信息

基于回传射线矩阵法,研究了方形脉冲作用下T型框架结构的波动响应,验证了节点的受力平衡和位移协调条件,分析了T型框架结构受到冲击荷载时轴向速度波、横向速度波以及轴力和剪力的瞬态波动响应,探讨了T型框架结构的固有频率.结果表明:回传射线矩阵法不仅可以分析框架结构的初期瞬态波动响应而且可以计算框架结构的固有频率.

关键词：回传射线矩阵法框架结构固有频率波动响应

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回传射线矩阵法分析桩的横向动力响应

岩土工程学报 2002年第3期24卷 271-275页

作者：陈云敏王宏志浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027

将Timoshenko梁引入到弹性地基梁模型中 ,考虑地基土的分层变化 ,建立了桩顶作用一水平动荷载桩的横向动力响应的基本方程。采用Fourier变换和回传射线矩阵法 ,获得了桩基横向自由振动的频率方程 ;通过离散Fourier反变换 ,得到了冲击荷... 详细信息

将Timoshenko梁引入到弹性地基梁模型中 ,考虑地基土的分层变化 ,建立了桩顶作用一水平动荷载桩的横向动力响应的基本方程。采用Fourier变换和回传射线矩阵法 ,获得了桩基横向自由振动的频率方程 ;通过离散Fourier反变换 ,得到了冲击荷载作用下桩身的动力响应。经算例分析。

关键词：横向动力响应 Timoshenko梁弹性地基梁 Fourier变换回传射线矩阵法

基于回传射线矩阵法的含裂缝智能梁的动态特性

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振动与冲击 2010年第6期29卷 109-114页

作者：严蔚袁丽莉宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211

基于压电阻抗(EMI)技术和回传射线矩阵法(RMM)对含裂缝智能梁进行了振动特性研究,提出了修正的理论模型,使得压电阻抗信号能与结构裂缝的各物理参数定量地联系起来。采用Timoshenko梁理论描述了含裂缝梁的弯曲振动特性。结构裂缝模拟为... 详细信息

基于压电阻抗(EMI)技术和回传射线矩阵法(RMM)对含裂缝智能梁进行了振动特性研究,提出了修正的理论模型,使得压电阻抗信号能与结构裂缝的各物理参数定量地联系起来。采用Timoshenko梁理论描述了含裂缝梁的弯曲振动特性。结构裂缝模拟为具有一定刚度的转动弹簧。对于黏贴有压电片的结构元件,把它作为压电片-粘结剂-主体梁这一耦合结构系统加以考察。最后推导出包含了结构裂缝信息的压电阻抗的解析表达式。基于该模型,与实验数据以及其它研究结果进行了对比分析。最后,考察了各物理参数对压电阻抗信号的影响。

关键词：压电阻抗回传射线矩阵法裂缝识别耦合系统