车桥耦合系统振动分析及损伤识别研究
发布时间：2021-01-16 20:07
近年来我国桥梁建设取得了巨大的成就,桥梁结构也朝着轻柔化、大型化、功能复杂化等方向发展,无论是从桥梁的规模和数量上来说都已达到世界前列水平,但随之而来的是在运营期间环境变化、交通荷载、疲劳损伤等环境影响下发生的维护保养问题,因此基于桥梁从设计到运营全寿命结构健康监测具有重要的实用价值。本文以桥梁损伤识别为目的,分析了车桥耦合损伤模型的振动响应,采用灵敏度损伤识别算法成功识别出结构的损伤部位和程度,并结合多体动力学和有限元分析软件建立更加复杂的混凝土箱梁-高速列车模型,探讨了箱梁在损伤情况下的动态响应,并结合系统混沌理论建立起损伤指标,反应桥梁的损伤情况,研究成果具有一定的工程价值,主要内容包括:（1）基于数值仿真分析方法,建立十个自由度的双轴车辆模型和16个梁单元的有限元简支桥梁模型,计算车辆过桥时的车体和桥梁跨中位移、速度、加速度响应,模拟各种损伤工况,分析在不同损伤工况下的动态响应变化规律,得出不同的车体速度、路面粗糙度、桥梁跨径等因素对车桥耦合系统振动性能的影响。（2）针对已有的车桥耦合数学模型,引入灵敏度损伤识别算法,分别利用桥梁跨中测点和车体的加速度响应,作为损伤识别的源数据...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车桥耦合模型(a)匀速移动常量力模型(b)匀速简谐力模型
图 2-4 桥梁离散梁单元模型Fig. 2-4 Discrete beam element model of bridge jjjiiiviivjjuiujvuvuxxxxxxxtxt 0()()0()()()00()00(,)(,)数分别为：( x)1(x/L)ui 23( x)13(x/L)2(x/L)ui ()[/2(/)(/)]23xLxLxLxLi xxLuj ( ) /23( x)3(x/L)2(x/L)
c 为截断频率，k 为安全系数。表 2-1 垂向不平顺各级轨迹功率谱参数Table 2-1 Power spectral parameters of vertical irregularity trac轨道不平顺等级 级 2 级 3 级 4 级 52107 1.0181 0.6816 0.5376 0.28245 0.8245 0.8245 0.8245 0.8样本是通过三角级数的叠加来实现的，公式如下[58]()4()cos()1iinisviZxSxs ()-4()sin()1iiinisviZxSvxs ()-4()cos()221iiinisviZxSvxs us()/n1 ， ( (1/2)) 1ii。对于 5 级谱来， 500sn ,五级不平顺轨迹谱的形状如图 2-5 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于桥梁无损检测技术的现状与发展研究[J]. 瞿柯飞,宋吉伟. 江西建材. 2015(17)
[2]基于桥梁健康监测的有限元模型修正研究现状与发展趋势[J]. 梁鹏,李斌,王秀兰,王晓光,吴向男,马旭明. 长安大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]基于车桥耦合振动的桥梁损伤检测方法综述[J]. 孙增寿,张耀,仝书敬. 世界地震工程. 2013(04)
[4]基于Guyan法的有限元模型缩聚技术研究[J]. 张驰. 装备制造技术. 2013(01)
[5]基于车激响应和灵敏度分析的桥梁结构损伤识别方法研究[J]. 战家旺,夏禾,陈上有,De Roeck G. 工程力学. 2011(11)
[6]公路桥梁冲击系数计算方法研究[J]. 漆景星. 公路. 2011(07)
[7]基于位移连续的静力损伤识别[J]. 付春雨,李乔,单德山. 桥梁建设. 2010(02)
[8]车桥耦合系统的非线性动力分析[J]. 肖勇刚,朱素红. 振动与冲击. 2007(08)
[9]基于频域系统辨识和支持向量机的桥梁状态监测方法[J]. 樊可清,倪一清,高赞明. 工程力学. 2004(05)
[10]基于静态应变及位移测量的结构损伤识别法[J]. 崔飞,袁万城,史家钧. 同济大学学报(自然科学版). 2000(01)
博士论文
[1]基于移动荷载作用下结构响应及小波分析的桥梁损伤诊断研究[D]. 余竹.北京交通大学 2014
[2]基于列车—桥梁耦合振动响应的桥梁损伤识别方法研究[D]. 安宁.北京交通大学 2013
[3]支持向量机方法在结构损伤识别中的应用[D]. 张茂雨.同济大学 2007
硕士论文
[1]大跨度斜拉桥车桥耦合振动的动力性能分析[D]. 童忠选.长沙理工大学 2013
[2]基于支持向量机的大跨度斜拉桥静力损伤识别研究[D]. 何源.西南交通大学 2011
[3]车桥耦合振动模型方程的建立及动力响应分析[D]. 薛军平.天津大学 2008
[4]基于车桥耦合振动分析的桥梁结构参数识别与损伤诊断方法研究[D]. 陈上有.北京交通大学 2008
本文编号：2981448
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车桥耦合模型(a)匀速移动常量力模型(b)匀速简谐力模型
图 2-4 桥梁离散梁单元模型Fig. 2-4 Discrete beam element model of bridge jjjiiiviivjjuiujvuvuxxxxxxxtxt 0()()0()()()00()00(,)(,)数分别为：( x)1(x/L)ui 23( x)13(x/L)2(x/L)ui ()[/2(/)(/)]23xLxLxLxLi xxLuj ( ) /23( x)3(x/L)2(x/L)
c 为截断频率，k 为安全系数。表 2-1 垂向不平顺各级轨迹功率谱参数Table 2-1 Power spectral parameters of vertical irregularity trac轨道不平顺等级 级 2 级 3 级 4 级 52107 1.0181 0.6816 0.5376 0.28245 0.8245 0.8245 0.8245 0.8样本是通过三角级数的叠加来实现的，公式如下[58]()4()cos()1iinisviZxSxs ()-4()sin()1iiinisviZxSvxs ()-4()cos()221iiinisviZxSvxs us()/n1 ， ( (1/2)) 1ii。对于 5 级谱来， 500sn ,五级不平顺轨迹谱的形状如图 2-5 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于桥梁无损检测技术的现状与发展研究[J]. 瞿柯飞,宋吉伟. 江西建材. 2015(17)
[2]基于桥梁健康监测的有限元模型修正研究现状与发展趋势[J]. 梁鹏,李斌,王秀兰,王晓光,吴向男,马旭明. 长安大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]基于车桥耦合振动的桥梁损伤检测方法综述[J]. 孙增寿,张耀,仝书敬. 世界地震工程. 2013(04)
[4]基于Guyan法的有限元模型缩聚技术研究[J]. 张驰. 装备制造技术. 2013(01)
[5]基于车激响应和灵敏度分析的桥梁结构损伤识别方法研究[J]. 战家旺,夏禾,陈上有,De Roeck G. 工程力学. 2011(11)
[6]公路桥梁冲击系数计算方法研究[J]. 漆景星. 公路. 2011(07)
[7]基于位移连续的静力损伤识别[J]. 付春雨,李乔,单德山. 桥梁建设. 2010(02)
[8]车桥耦合系统的非线性动力分析[J]. 肖勇刚,朱素红. 振动与冲击. 2007(08)
[9]基于频域系统辨识和支持向量机的桥梁状态监测方法[J]. 樊可清,倪一清,高赞明. 工程力学. 2004(05)
[10]基于静态应变及位移测量的结构损伤识别法[J]. 崔飞,袁万城,史家钧. 同济大学学报(自然科学版). 2000(01)
博士论文
[1]基于移动荷载作用下结构响应及小波分析的桥梁损伤诊断研究[D]. 余竹.北京交通大学 2014
[2]基于列车—桥梁耦合振动响应的桥梁损伤识别方法研究[D]. 安宁.北京交通大学 2013
[3]支持向量机方法在结构损伤识别中的应用[D]. 张茂雨.同济大学 2007
硕士论文
[1]大跨度斜拉桥车桥耦合振动的动力性能分析[D]. 童忠选.长沙理工大学 2013
[2]基于支持向量机的大跨度斜拉桥静力损伤识别研究[D]. 何源.西南交通大学 2011
[3]车桥耦合振动模型方程的建立及动力响应分析[D]. 薛军平.天津大学 2008
[4]基于车桥耦合振动分析的桥梁结构参数识别与损伤诊断方法研究[D]. 陈上有.北京交通大学 2008
本文编号：2981448
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