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Reissner能量方程视角下的改进Timoshenko梁动力学方程及其在轴力识别中的应用

振动工程学报 2024年第10期37卷 1723-1730页

作者：郭鑫魏达姚亚东李东升内蒙古大学交通学院大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室内蒙古大学内蒙古自治区桥梁检测与维修加固工程技术研究中心汕头大学广东省结构安全与监测工程技术研究中心

在轴力识别中，动力测试法建立在杆件振动理论的基础上，因此杆件的振动方程决定了轴力识别的结果。为提高杆件轴力识别的精度，从能量角度出发，推导出轴力作用下Timoshenko梁的自由振动方程。引入缩聚假设，建立了Timoshenko梁关于位... 详细信息

在轴力识别中，动力测试法建立在杆件振动理论的基础上，因此杆件的振动方程决定了轴力识别的结果。为提高杆件轴力识别的精度，从能量角度出发，推导出轴力作用下Timoshenko梁的自由振动方程。引入缩聚假设，建立了Timoshenko梁关于位移、应力和轴力的Ressiner能量方程；使用极值定理，求得平面梁的运动和应力的平衡方程，化简上述平衡方程得到轴力作用下Timoshenko梁自由振动的方程，发现与经典结构动力学方程相比，所提出的方程多出与轴力和剪切效应有关的两项。使用本文推导的方程分别从数值模拟和试验研究两个方面对杆件进行轴力识别，发现与传统的识别方法相比精度有较大的提高，验证了其正确性和适用性。

关键词： Timoshenko梁自由振动模态分析轴力识别

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基于高斯回波包络模型的悬索桥索夹螺杆轴力识别

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桥梁建设 2021年第3期51卷 56-61页

作者：陈鑫朱劲松叶仲韬伊建军天津大学建筑工程学院天津300072 桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,提出一种可实现数据自诊断的索夹螺杆轴力超声识别方法。该方法对螺杆超声回波包络进行高斯建模,提取回波声时,并根据模型确定系数剔除异常信号;进行螺杆标定试验,确定标定螺杆应力系数和温度系... 详细信息

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,提出一种可实现数据自诊断的索夹螺杆轴力超声识别方法。该方法对螺杆超声回波包络进行高斯建模,提取回波声时,并根据模型确定系数剔除异常信号;进行螺杆标定试验,确定标定螺杆应力系数和温度系数,得到螺杆轴力计算公式,并进行螺杆轴力识别。结果表明:回波中心频率为3.5~4.0 MHz时高斯回波包络模型的稳定性和可靠度较好,可将高斯回波包络模型确定系数小于0.9的实测信号作为异常信号进行剔除,实现实测数据质量的自诊断;螺杆轴力与声时差线性关系明显;基于高斯回波包络模型可实现索夹螺杆轴力自动识别与实测数据质量自诊断,轴力识别误差均在1.1%以内。

关键词：悬索桥索夹螺杆轴力识别声弹性理论超声回波包络

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悬索桥索夹螺杆轴力超声识别的影响因素分析及应用

引用

工程科学与技术 2021年第6期53卷 142-147页

作者：陈鑫朱劲松叶仲韬伊建军天津大学建筑工程学院天津300072 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034 桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,对悬索桥索夹螺杆轴力超声识别方法进行了影响因素分析及实桥应用。首先,基于声弹性效应建立螺杆轴力计算公式,并用于螺杆轴力识别;然后,分析无应力声时差异和应力系数差异对识别精度的影响;最... 详细信息

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,对悬索桥索夹螺杆轴力超声识别方法进行了影响因素分析及实桥应用。首先,基于声弹性效应建立螺杆轴力计算公式,并用于螺杆轴力识别;然后,分析无应力声时差异和应力系数差异对识别精度的影响;最后,将该方法用于识别螺杆张拉效率和梁段吊装过程中的螺杆轴力损失。结果表明:1)悬索桥索夹螺杆声弹性效应明显,螺杆轴力识别误差均在1.1%以内。2)传感器耦合状态和螺杆几何、材料参数差异均会影响螺杆无应力声时,从而影响螺杆轴力识别精度,二者引起的轴力识别偏差分别为47.7和43.7 kN。3)不同螺杆应力系数存在差异,标定螺杆与待测螺杆应力系数差异引起的轴力识别偏差为4.75%。4)通过实测声时计算螺杆张拉效率来控制螺母拧紧程度,螺杆张拉效率达到94%以上,较未控制螺母拧紧程度前最大增加了95.93%;索夹螺杆轴力随梁段重量的增加损失严重,实测索夹平均轴力最低为424.32 kN,仅达到设计轴力的56.58%,在梁段吊装过程中应及时对索夹螺杆进行补张拉,确保施工安全。

关键词：悬索桥索夹螺杆轴力识别声弹性效应影响因素分析

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