导流缆拖曳系统运动敏感性分析与探讨

为探讨导流缆拖曳系统各模型参数对其稳态运动性能的影响,采用数值仿真方法对拖曳系统的运动敏感性进行了具体的分析研究.在给出具体的拖曳系统运动数学模型的基础上,以拖曳深度、张力、侧漂3个稳态运动响应参数作为评估指标,借助模型参数敏感性指数,仿真计算了缆阻力系数、单位长度质量、重心浮心水动力中心位置及拖体重量等模型参数变化对导流缆拖曳系统运动的影响.结果表明,缆阻力系数、单位长度质量及拖体重量对系统运动有显著影响,而缆重心浮心水动力中心的侧向偏移则和系统的漂移现象密切相关.     

潜艇机动时拖曳线列阵阵位预报与参数分析

为了研究采用波束形成技术监测本艇辐射噪声技术中拖曳线列阵阵位预报问题,定义了拖曳线列阵阵位与潜艇之间的相互几何关系,采用舰艇拖曳系统耦合动力学模型,仿真预报了潜艇U形机动和操舵定常回转运动时的拖曳线列阵阵位,得到了潜艇航速、操舵角度、拖缆长度变化与阵位的相互关系,依据预报结果确定了用波束形成技术监测本艇辐射噪声所应采取的操艇模式及拖曳线列阵布放参数.研究表明,采用定常回转机动可以获得满足本艇辐射噪声监测要求的稳定的拖曳线列阵阵位,拖缆长度和回转舵角对拖曳线列阵阵位影响较大,回转速度对拖曳线列阵阵位影响较小.     

水下拖曳系统定深和展开性能湖上试验研究

为研究水下拖曳系统定深和展开性能,捕捉各影响因素作用效果,本文通过拖曳系统湖上试验,分析了翼板攻角、航速、缆长对拖曳定深、展宽及干端拉力的影响规律,拟合了多元非线性回归函数,针对影响规律及函数拟合结果分别制定了水下拖曳系统定深、展开策略.试验结果表明:拖体及拖缆所受流体力的变化是引起定深和展宽改变的主要原因,降低航速、增加水平翼板下攻角、放缆能够增加拖体定深,增加垂直翼板攻角和放缆能够增加拖体展宽.对短缆拖曳系统而言,拖体定深或展宽需要进行调整时,可按增减翼板攻角-收放缆-改变航速的顺序进行.     

船舶横纵摇耦合运动突变特性分析

采用非线性动力学理论和突变理论研究了二自由度船舶摇摆的非线性运动.用多尺度法求解正弦调制激励下船舶横纵摇耦合运动的非线性微分方程,得到系统的稳态解,并分析其稳定性.通过对分叉响应方程的计算,获取稳态解处的分歧点集,进而分析系统的突变特性,确定突变类型.数值分析结果表明,当ω1=1,μ1=0.015,μ2=0.015,α1=2.1时,随着F1的变化分歧点曲面存在尖点型突变,且在一定波浪力矩条件下,船舶运动幅值将产生分支突变,从而引起横摇幅值的突跳,此现象可能导致船舶倾覆.     

各向异性弯矩扭矩作用下导流缆运动建模与仿真

为分析导流缆各向异性弯矩、扭矩对其运动的影响并解决其数学建模问题,基于集中质量法基本原理,推导出导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的四自由度运动模型,并采用数值仿真方法,对导流缆在弯矩扭矩作用下的运动进行了定性的研究探讨.模型中以拖缆微元的3个姿态角为基准,给出完整的三维曲率、弯矩、扭矩及剪力的确定方法,并计入弯扭耦合作用,将其以剪力和扭矩的形式溶入到缆的运动控制方程中去,采用龙格库塔积分求解模型.最后通过仿真研究,定性研究了导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的运动响应特性,并给出定性的运动规律.     

UUV水下带缆回收纵向运动研究

对UUV水下带缆回收运动模型进行了受力分析,并结合动力学基本原理建立了适用于UUV水下带缆回收运动的数学模型。在此基础上结合UUV水下带缆回收相关理论知识,文中提出了UUV水下带缆回收的纵向弹道规划,并对其进行了仿真研究。研究结果一方面对文中所提出的UUV水下带缆回收纵向弹道规划进行了可行性验证,另一方面总结出了UUV水下带缆回收的相关结论,具有一定工程实用价值。     

连接车辆操纵稳定性模拟计算的初步研究

由牵引车及半挂车组成的连接车辆已日益普及,它们不仅用于一般货车,铰接式公共汽车,也用于小客车拖带半挂车及军用车中.本文建立了牵引半挂车组成的连接车辆的三自由度数学模型,并推导出运动微分方程,进一步推导出稳态响应及瞬态响应公式.最后本文以实例计算了稳态响应及用龙格-库塔法在电子计算机上解出了国外车辆的瞬态响应与国外文献比较有相当好的一致性.     

润滑油动力黏度对转子系统动力学行为的影响

根据转子动力学理论,建立了转子-轴承系统的力学模型及非线性动力学方程。将Newmark法、预估-校正机理和Newton-Raphson法相结合,得到了一种有效地求解动力学系统不平衡响应的方法,并以柔性转子轴承处润滑油的动力黏度为控制参数,求解了转子系统的不平衡响应。运用Floquet分岔理论和Poincaré映射分析了转子不平衡周期响应的稳定性,数值结果揭示了系统具有周期运动、二周期运动、四周期运动等非线性现象。     

堆积层滑坡卸加载响应比基本原理及其应用

在系统分析降雨型堆积层滑坡位移与失稳动因与机制的基础上,首次提出卸加载响应比理论的基本原理.将降雨量的变化作为滑坡的卸加载参数,相应平均位移速率的变化值为卸加载响应参数,由此确定的位移卸加载响应比作为位移动力学参数,根据堆积层滑坡位移动力学规律论证了该位移动力学参数在滑坡预测预报的可行性和有效性,建立卸加载响应比预测模型.以新滩滑坡分析为例,运用卸加载响应比预测模型对新滩滑坡关键部位监测点A3、B3进行了卸加载响应比计算,发现这两点的卸加载响应比时序曲线均在失稳前发生突变,其突变时间与边坡实际失稳时间完全吻合.上述研究结果证明了卸加载响应比理论是可以应用于堆积层滑坡中短期预测预报的一种有效方法.     

锚碇沉管系统平台沉放的水动力特性试验研究

为了研究平台沉放条件下沉管管段的运动响应特性,开展了规则波作用下锚碇沉管沉放的模型试验。采用双目视觉非接触式运动姿态测量系统测管段模型的运动响应,分析了不同布缆方式以及不同特性锚碇缆作用下的管段运动幅值变化情况。结果表明:锚碇沉管的锚碇缆对沉管管段的运动起到了一定的约束作用,减小了管段的横荡和横摇运动位移;采用八字形和十字形的布缆方式对管段运动的约束效果较好,平行布缆方式下的管段运动幅值较大;在一定范围内,锚碇沉管的锚碇缆长度越小,对管段的约束效果越明显。     

超大跨径CFRP主缆悬索桥静力性能理论分析

首先推导了大跨悬索桥的无量纲形式平衡方程和协调方程得到索力和位移控制方程,然后推导了索力方程中的特征参数λ2的表达式,分析了参数λ2和载荷比P对索力和位移增量的影响.在此基础上,以3 000m跨度悬索桥为算例,分析了在正反对称载荷工况下考虑和不考虑拉索弹性伸长情况下的悬索索力和位移增量的特征,最后对比钢索,分析了悬索桥跨度对CFRP缆索内力、位移控制方程参数的影响,以及参数变化对缆索体系悬索桥静力行为的影响,阐述了大跨CFRP悬索桥静力行为的本质特征,从理论上证明了CFRP悬索体系的优势和特点.     

人与悬索组合系统的动力学分析

文章尝试对人踩钢丝这一传统竞技项目的动力学过程进行理论探索。给出了单悬索系统的振动基本方程,及线性化方法确定系统自由振动的频率与模态方程。分析了人与悬索组合系统的振动特性;详细研究了人体行走在钢丝上的动力荷载状态/并进行了一系列数值分析;由此提出了减弱振动、避免共振,进而利于人体保持重心平衡的具体措施。     

风激拉索的张弛振荡分析

为了研究斜拉索在横向风激励下的多模态张弛振荡特性,获得临界风速表达式,建立拉索受风力作用的非线性运动微分方程,基于索纵向运动相对较小而导出关于索横向运动的偏微分振动方程,运用Galerkin法将该方程转化为常微分方程组,用以描述索的多模态自激振动;应用非线性振动的平均法,求解得到该系统的自激振动分析解,确定索张弛振荡及存在性条件,分析计算索前二阶模态张弛振荡的临界风速,并通过数值模拟验证.提出风激拉索多模态张弛振荡及临界风速的分析方法,研究结果表明,拉索张弛振荡的临界风速随结构模态阻尼而提高,并受振动模态、风速变化和风力系数等影响.     

钢拉索结构抗风效果分析

介绍了钢拉索支撑结构的两种形式:单层索系、索桁架.目前单层拉索体系在国内少有论述,本文对单层体系提出了一些看法.对钢拉索结构进行了静力分析,提出了计算假定.对影响钢拉索点式玻璃幕墙抗风效果的几个因素进行了分析:结构形式、索的断面积、预应力.首次分析了预应力在不同拉索结构抗风载中的作用,提出了把预应力与因应变产生的应力分开考虑的方法,并对不锈钢拉索桁架进行了实体构件实验,证明实测值与计算值较好地相符.     

仰坡加固锚索施工方案

牛角坪隧道仰坡地质条件复杂,稳定性差,针对此种地质条件,工程采用了预应力锚索用于仰坡的加固．介绍了该预应力锚索的施工工艺,提出了预应力锚索安装制作过程中的质量控制办法．通过该工程仰坡应用表明,该预应力锚索设计合理,较好的解决了工程边坡稳定性差的问题,达到了的预期目标．     

电缆隧道结构分析与设计方法

本文以某电缆隧道工程背景,研究电缆隧道的截面优化选型和设计方法。对不同的隧道截面形状和壁厚在三种工况下分别进行对比,并建立隧道结构合理的力学分析模型,采用有限元法分析隧道结构的应力场和变形场,对比分析结构的变形与强度工作状态评价电缆隧道的安全性能。同时,分析不同断面形状的特征,按照造价最低的原则,选择隧道结构较为合适的断面形式和设计方案。     

Analysis of precision and error of cable force identification of cable-stayed bridge

In this paper,in order to improve the precision of cable force identification of a practical cable-stayed bridge and consider some precision problems of vibration method in surveying the cable force in the engineering application,firstly,three calculation methods for the cable force measurement are analyzed and contrasted;secondly,using the method of finite element numerical simulation and the theory of the error analysis,the effect of both bending rigidity and constraint conditions on simple formula of vibration method is investigated;and the dependence of the precision of cable frequency identification on spectrum resolution,sampling time,and the number of sampling points is studied;Finally,fundamental frequency method,frequency difference method,and peak value method are applied to the cable force calculation of a practical project;and their computational precision and error are contrasted and analyzed.It is observed that it is essential to take into account the effect of every factor on the precision of the cable force identification and make it possible to identify the cable force more accurate by vibration method;and that it simultaneously provides an effective basis for the development of a high-precision equipment.     

一种柔性悬索结构的建模与控制

针对悬索结构强非线性和大滞后的特点,提出了一种基于铰接的弹簧阻尼系统柔性悬索的离散模型,此模型包含了悬索刚度、内部阻尼、重力及风扰等信息．在此基础上,建立了由悬索和控制器组成的悬索控制系统的数学表达式,并采用四阶Runge Kutta方法对风扰作用下的悬索控制系统进行了数值仿真,表明此模型和控制方法的有效性．     

悬索结构及其应用

通过数学、力学推导 ,给出了悬索自重沿弦线 (悬挂点连线 )及沿索线均匀分布两种情况下的悬索曲线方程、受力计算及索线长度 ,并给出了工程应用实例 ,所得结论和公式具有一定的工程应用价值 .     

基于最小方差法的抗弯刚度与频率阶次对索力的影响分析

针对基于弦振动理论建立的铰支边界条件下拉索索力计算公式在实际工程应用中存在的问题,提出了基于最小方差的索力计算方法。通过估算确定目的变化范围,根据实测的拉索频率值,利用索力计算公式算得对应的索力值和索力平均值。用方差仃。来描述索力值之间差异程度,当方差仃。最小时,对应的E／值为最真实的抗弯刚度,而索力平均值即为所求索力。设计了室内拉索试验模型,讨论了抗弯刚度与频率选取阶数对索力的影响,并进行了42种工况的试验,通过计算索力与加载索力的分析比较,验证了本文提出的最小方差法求索力的实用可靠性。