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东日本大地震后某校舍抗震加固改造与效果评估实验研究

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噪声与振动控制 2024年第3期44卷 246-252页

作者：李亮大久保孝昭杨建江张大英天津仁爱学院建筑工程学院天津301636 日本国立广岛大学工学研究科日本广岛7308511 郑州航空工业管理学院土木建筑学院郑州450000

2011年东日本大地震后,校舍建筑的抗震加固变得极为迫切。针对日本某校舍建筑的抗震加固工程展开计算分析及实验研究。首先阐述既有校舍建筑的结构特征及抗震鉴定结果,提出纵向采用钢支撑框架提高强度,首层横向新设剪力墙以及增厚楼梯... 详细信息

2011年东日本大地震后,校舍建筑的抗震加固变得极为迫切。针对日本某校舍建筑的抗震加固工程展开计算分析及实验研究。首先阐述既有校舍建筑的结构特征及抗震鉴定结果,提出纵向采用钢支撑框架提高强度,首层横向新设剪力墙以及增厚楼梯间楼板的加固方案。随后,利用无线振动测试系统在校舍建筑抗震加固前后进行常时微动测试实验,分别从整体与局部角度分析加固前后校舍建筑加速度响应、固有周期以及振型等参数变化。最后,对比分析有限元计算及测试结果,阐述抗震加固方法及位置对原有建筑的性能影响,验证抗震加固方法的有效性。结果表明:采用钢支撑框架的加固方法有效提高既有校舍建筑的强度,加固后加速度响应值约降低至加固前的1/3,加固方法起到提高整体强度、改善刚度分布及结构整体性作用;固有周期以及加速度响应放大倍率的变化与该校舍抗震加固方法较吻合,表明基于振动测试的研究方法能够有效评估抗震加固措施的效果。研究成果可为既有校舍建筑的抗震加固方案选取及性能评估提供参考。

关键词：振动与波校舍建筑钢支撑框架抗震加固常时微动结构计算

基于不同接头模拟方法的沉管隧道地震响应分析

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噪声与振动控制 2024年第1期44卷 268-275,302页

作者：马朝霞王玉军王国波湖北第二师范学院建筑与材料工程学院武汉430205 温州大学建筑工程学院浙江温州325000

沉管隧道是将沉管管节通过接头相连而成的纵向细长结构,接头的合理模拟至关重要。结合某沉管隧道工程提出两种接头模拟方法:沿截面均匀等效设置弹簧的方法和基于截面剪切键作用设置弹簧的方法。对于计算结果的对比分析表明:在纵向地震... 详细信息

沉管隧道是将沉管管节通过接头相连而成的纵向细长结构,接头的合理模拟至关重要。结合某沉管隧道工程提出两种接头模拟方法:沿截面均匀等效设置弹簧的方法和基于截面剪切键作用设置弹簧的方法。对于计算结果的对比分析表明:在纵向地震作用情况下由两种模拟方法得到的结果吻合较好,但在横向地震作用下沿截面均匀等效设置弹簧方法无法体现接头的抗剪特性。另外,横向地震作用时接头水平相对位移是纵向地震作用时的2~3倍,因此更应关注沉管隧道横向抗震性能。研究成果对沉管隧道合理简化模型的建立和应用有一定参考价值。

关键词：振动与波沉管隧道地震响应管节接头弹簧

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混合弹性边界下板类结构的动力学分析方法

噪声与振动控制 2024年第2期44卷 16-21,266页

作者：刘鹏张保成邓子伟张凯彭磊孙启航中国海洋大学工程学院山东青岛266100

板结构与其他构件的装配关系可用不同的边界条件进行模拟,然而针对不同边界条件的板结构进行动力学特性分析,目前缺乏统一的数学建模方法。以混合弹性边界条件下加筋、开孔的板类结构的横向振动为例,利用Rayleigh-Ritz法和模态叠加法求... 详细信息

板结构与其他构件的装配关系可用不同的边界条件进行模拟,然而针对不同边界条件的板结构进行动力学特性分析,目前缺乏统一的数学建模方法。以混合弹性边界条件下加筋、开孔的板类结构的横向振动为例,利用Rayleigh-Ritz法和模态叠加法求解矩形加筋多孔板在简谐激励下的动力学响应问题。采用将开孔板与加强筋沿交界面进行分离,结合改进的傅里叶级数设定开孔板的横向振动位移函数,利用不同刚度弹簧模拟混合弹性边界,推导加筋矩形开多孔板和边界弹簧系统的动能与势能,求解其在简谐激励下的动力学响应。经对比,理论计算结果与有限元(Finite Element Method,FEM)结果吻合良好。此外,用同样的方法分析不同孔尺寸对结构固有频率和响应的影响。研究发现,可通过改变加筋板的开孔形状、尺寸对结构的振动特性进行调整。研究成果可为混合弹性边界板结构动力分析提供一种新的技术途径,可以简化加筋开孔板结构动力分析的步骤。

关键词：振动与波加筋板开多孔板动力学分析混合弹性边界 Rayleigh-Ritz法

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地铁车站减振墙的动力特性分析

噪声与振动控制 2024年第2期44卷 230-234页

作者：赵晨金浩夏瑞萌王智弘汤世龙同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 东南大学交通学院南京211189 北京城建设计发展集团股份有限公司北京100037

为减少地铁列车运行产生的振动能量通过车站主体结构传播至地表,本文设计了一种车站减振墙。以雄安至北京大兴国际机场快线金融岛站为研究背景,通过在车站墙体内部设置由黏弹性材料构成的阻尼层形成减振墙,分析了列车荷载作用下减振墙... 详细信息

为减少地铁列车运行产生的振动能量通过车站主体结构传播至地表,本文设计了一种车站减振墙。以雄安至北京大兴国际机场快线金融岛站为研究背景,通过在车站墙体内部设置由黏弹性材料构成的阻尼层形成减振墙,分析了列车荷载作用下减振墙的减振效果。研究结果表明:列车荷载作用下,从时程结果来看,车站减振墙最大可使车站周围土体平均振动加速度幅值减小28.6%,振动加速度峰值减小31.9%;从频谱分析来看,车站周围土体振动加速度峰值降幅最大为66.1%,平均降幅为45.1%;对应1/3倍频程谱,采用减振设计后,最大可使土体中振动加速度级降低5.5 dB,降幅达8.4%。通过在车站主体结构墙内部设置由黏弹性材料构成的阻尼层进行减振设计,可有效减少列车振动能量在车站主体结构内的传播。

关键词：振动与波结构减振数值计算地铁车站

考虑剪力铰与钢弹簧变刚度下浮置板轨道减振特性研究

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噪声与振动控制 2024年第2期44卷 185-191页

作者：黄腾锋万灵黄强张雨萱崔正阳宁波大学土木工程与地理环境学院浙江宁波315211 江西省交通科学研究院南昌330200 浙江大学建筑工程学院杭州310058 宁波大学滨海城市轨道交通协同创新中心浙江宁波315211

针对浮置板轨道中浮置板端部位移偏大的问题,研究剪力铰设置与钢弹簧变刚度两种方式对浮置轨道位移的改善效果。将剪力铰简化为剪切弹簧阻尼单元,根据浮置板挠度分布及钢弹簧间距调整浮置板下钢弹簧刚度,基于振型叠加法和龙格-库塔法数... 详细信息

针对浮置板轨道中浮置板端部位移偏大的问题,研究剪力铰设置与钢弹簧变刚度两种方式对浮置轨道位移的改善效果。将剪力铰简化为剪切弹簧阻尼单元,根据浮置板挠度分布及钢弹簧间距调整浮置板下钢弹簧刚度,基于振型叠加法和龙格-库塔法数值计算研究不同剪力铰刚度与钢弹簧刚度下浮置板轨道的减振特性。研究表明,设置剪力铰可以有效减少浮置板端部的位移差,但主要对端部3 m左右范围内的浮置板位移改善较为有效,剪力铰刚度并非越大越好,刚度取值应使浮置板和钢轨的位移波动幅度尽可能小。在钢弹簧总刚度不变的前提下,根据浮置板挠度分布调节钢弹簧刚度对浮置板位移和端部位移差的改善效果不大,但可以有效减少钢轨位移及其波动幅度,且长型浮置板轨道下的减振效果更好。适当扩大钢弹簧间距从而增大弹簧刚度可以改善浮置板轨道的位移响应,但间距过大时浮置板位移会出现剧烈波动。研究可为浮置板轨道的减振设计提供一定参考。

关键词：振动与波浮置板轨道剪力铰钢弹簧刚度端部位移差钢轨位移浮置板位移

基于路面等级识别的车辆半主动悬架内外环控制

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噪声与振动控制 2024年第2期44卷 171-177页

作者：寇发荣郭杨娟刘朋涛门浩西安科技大学机械工程学院西安710000

针对车辆在不同路面等级下对悬架动态性能与馈能特性需求不同的问题,提出一种基于RF-XGBoost路面等级识别算法的半主动悬架内外环控制策略。利用随机森林(Random Forest,RF)模型对极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法... 详细信息

针对车辆在不同路面等级下对悬架动态性能与馈能特性需求不同的问题,提出一种基于RF-XGBoost路面等级识别算法的半主动悬架内外环控制策略。利用随机森林(Random Forest,RF)模型对极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法进行优化,搭建RF-XGBoost算法模型对路面等级进行识别。将路面等级与悬架控制策略相结合,设计外环为天地棚控制,内环为自适应滑模控制的内外环控制,实现非线性悬架的自适应控制。仿真结果表明,相比传统混合天地棚控制的悬架,内外环控制下的悬架在A级路面下簧载质量加速度降低15.52%,并实现50.4 W的振动能量回收,在B、C级路面下簧载质量加速度分别降低15.09%、16.72%,轮胎动载荷分别降低11.63%、11.42%,在D级路面下轮胎动载荷降低14.12%。台架试验的结果与仿真分析的结果基本一致,表明所设计的自适应内外环控制有效。

关键词：振动与波路面识别随机森林 XGBoost算法混合天地棚控制自适应滑模控制

含夹层流体的双板主、被动控制理论分析和试验研究

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噪声与振动控制 2024年第3期44卷 35-42页

作者：文仕天陈美霞赵应龙华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 海军工程大学振动与噪声研究所武汉430033 海军工程大学船舶振动噪声重点实验室武汉430033

为了对含夹层流体的双板结构的振动进行控制,基于改进的傅里叶级数法对此双板结构进行理论建模,采取等效方法考虑涂敷阻尼层的影响,并运用有限元方法验证理论模型的正确性。同时介绍FxLMS算法并将其运用于双板的主动控制中,以前述理论... 详细信息

为了对含夹层流体的双板结构的振动进行控制,基于改进的傅里叶级数法对此双板结构进行理论建模,采取等效方法考虑涂敷阻尼层的影响,并运用有限元方法验证理论模型的正确性。同时介绍FxLMS算法并将其运用于双板的主动控制中,以前述理论方法为基础,得到各通道的传递函数,并基于MATLAB进行算法仿真,取得较好控制效果,可为算法的控制效果验证提供参考。对双板的振动进行控制试验,对比控制前后双板振动加速度级,发现敷设阻尼层较为明显减弱中高频振动,在135Hz频率点处主动控制单通道的控制效果良好,主、被动一体化控制前后下板的振动加速度总级(10~3000Hz)相比降低6.61dB,验证了控制措施的有效性。

关键词：振动与波改进的傅里叶级数法双板结构被动控制主动控制 Filter-xLMS算法

山地城市轨道交通高架段列车引起环境振动实测研究

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噪声与振动控制 2024年第1期44卷 255-260,287页

作者：干灵锋杨芳乙李力克石国兵王鹏中机中联工程有限公司重庆400039

对作为典型山地城市的重庆市轨道交通1号线、9号线和10号线高架段列车运行所引起周围地面振动进行实测,将测得的地面垂向振动加速度数据在时域和频域内进行了分析。结果表明:同一线路高架段列车运行引起的振动主要频率分布区域基本一致,... 详细信息

对作为典型山地城市的重庆市轨道交通1号线、9号线和10号线高架段列车运行所引起周围地面振动进行实测,将测得的地面垂向振动加速度数据在时域和频域内进行了分析。结果表明:同一线路高架段列车运行引起的振动主要频率分布区域基本一致,1号线主要频率分布在52 Hz附近,9号线主要频率分布在25 Hz附近,10号线主要频率分布在37 Hz附近;随着距离的增加,高频振动衰减速度大于低频振动;高架段列车所引起地面振动的衰减规律总体趋势是随着距离的增大逐渐减小,振动在近场衰减较快,在距离桥梁中心线15 m范围外,振动衰减逐渐平缓,9号线在距离中心线12 m位置出现一定程度的振动放大现象,10号线在距离中心线25 m位置出现振动放大的现象,与平原地区相比,山地城市轨道交通引起的振动衰减趋势有所不同;不同线路高架段引起振动大小存在较大差异,1号线振动源强为74.9 dB,9号线振动源强为53.6 dB,10号线振动源强为59.3 dB,1号线高架段列车运行引起地面振动大于10号线,由于车速较低且采取了梯形轨枕减振措施,9号线引起的振动最小。

关键词：振动与波山地城市轨道交通高架段现场测试

基于AMESim的航空齿轮泵流体流量脉动特性仿真分析

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噪声与振动控制 2024年第2期44卷 77-81页

作者：王元元冯小玉郝精一中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

航空齿轮泵在工作过程中产生流量脉动,不仅影响自身的性能和寿命,还会直接影响航空液压系统的可靠性。本文采用AMESim建立了航空齿轮泵的系统模型,对比分析了航空齿轮泵流体理论流量、基频与仿真流量、基频,并研究了转速、齿数、模数和... 详细信息

航空齿轮泵在工作过程中产生流量脉动,不仅影响自身的性能和寿命,还会直接影响航空液压系统的可靠性。本文采用AMESim建立了航空齿轮泵的系统模型,对比分析了航空齿轮泵流体理论流量、基频与仿真流量、基频,并研究了转速、齿数、模数和齿宽对航空齿轮泵流体流量脉动的影响。研究表明,系统仿真结果与理论解相一致,验证了航空齿轮泵系统模型的正确性;随着转速、齿数、模数和齿宽的增加,航空齿轮泵流体流量脉动幅值均呈增大的趋势,随着转速的增加流量脉动率几乎没有变化,随着齿数的增加流量脉动率呈降低的趋势,随着模数和齿宽的增加流量脉动率呈增加的趋势;同时发现航空齿轮泵流体流量脉动呈宽频多谐波特征。研究结果为抑制航空齿轮泵流体流量脉动提供了理论基础和技术支持。

关键词：振动与波航空齿轮泵流体流量脉动 AMESim