风速时程AR模型及其快速实现

随着工程结构日趋多样化、大型化、复杂化，结构风振响应研究受到学术界、工程界的关注和重视，基于数值模拟方法得到的风速时程曲线在结构风振分析中被采用，自回归(AR)模型具有一系列优异性能，在时间系列分析中被广泛应用，本文基于自然风特性，通过考虑结构节点间的风速时程相关性，采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程，并提出VC与Matlab混合编程模拟的快速实现方法．对模拟所得的网壳节点风速时程统计分析表明，AR模型可有效地模拟具有时间相关性、空间相关性的节点脉动风速时程，采用VC与Matlab混合编程快速实现方法，可较好解决模拟精度、模拟速度和计算稳定性的问题。     

时间序列的AR模型和膜结构的随机风场数值模拟

本文基于自然风特性通过考虑结构节点间的风速时程相关性采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程,用Matlab编程模拟.对模拟所得的节点风速时程统计分析表明:AR模型可有效地模拟具有时间相关性、空间相关性的节点脉动风速时程。     

超高层建筑基于AR法的脉动风荷载时程研究

叙述了风荷载的性质,采用线性滤波法中的AR模型,对中国铁物大厦A座的脉动风速时程进行了模拟,通过对比模拟谱和目标谱的吻合程度,验证了AR模型模拟脉动风速时程的有效性,由模拟得到的脉动风速时程计算生成作用于结构层的风荷载时程,为风振时程分析提供方便。     

大跨度弦支穹顶结构风速时程模拟研究

随着大跨度空间结构的发展,风荷载对其结构的影响越来越不容被忽视。目前,国内针对这方面的研究才刚刚起步,对弦支穹顶结构的研究更是甚少。在结构的风振响应分析中,基于数值模拟方法得到的风速时程曲线被越来越多的运用。利用线性滤波器中的自回归AR模型,通过VC与Matlab的混合编程以及自行编制的Romberg积分程序,对大跨度弦支穹顶结构进行了高效快速的风速模拟,并以奥运羽毛球馆为例证明了其正确性。为后面对弦支穹顶结构的风振响应分析奠定了基础。     

多层冷弯薄壁型钢房屋脉动风速风压模拟

考虑多层冷弯薄壁型钢结构房屋特性,结合AR模型运用线性滤波法(AR法)模拟考虑空间相关性的多点时程风速,通过模拟谱与目标谱的对比,验证了模拟时程风速的合理性,并在时程风速的基础上通过伯努利方程转化为时程风压。为后续多层冷弯薄壁型钢结构时程风荷载作用下风致响应研究奠定了基础。     

基于AR模型的脉动风速时程模拟

基于AR数值模型,采用MATLAB编制了计算程序,模拟了40个空间点的脉动风速时程曲线,算例表明,该方法简洁高效,效果良好,为进一步得到风压时程,进而对结构进行风振时程分析奠定了基础。     

弦支穹顶结构的风速时程模拟研究

近年来弦支穹顶结构的形式和种类得到不断发展和完善。在结构的风振响应分析中,基于数值模拟的方法得到风速时程曲线为近年来的主流分析方法,模拟风速时程时,对比线性滤波法(AR模型)与谐波叠加法(WAWS法)的特点,引入信号处理中的抽取时间快速傅立叶变换来加速叠加效率,提出了一种高效的多个相关脉动风速时程模拟方法,并编制了相关Matlab程序。通过以上研究,文章用计算机模拟风速时程曲线,为此类弦支穹顶结构进行风振响应分析奠定了基础。     

基于AR模型随机海浪的模拟研究

基于AR模型的基本原理和算法,利用MATLAB软件编写随机海浪的模拟程序,模拟出以P-M单参数谱及其方向谱为靶谱的随机海浪波高时程样本。计算出前若干阶AR模型的精度和计算时间,比较得出一个精度合理、效率较高的自回归阶数。通过与目标相关函数和功率谱密度的对比,说明用AR模型进行随机海浪的模拟是可靠的。     

基于AR模型的空间脉动风速时程模拟方法研究

空间脉动风速时程的模拟是桥梁抖振时域计算的前提。利用基于自回归(AR)模型的线性回归滤波器法,编制了模拟脉动风速的Matlab计算程序,模拟了一座大跨连续刚构桥最大悬臂施工阶段多点的水平和竖向脉动风速,并进行了功率谱和相关性检验,发现模拟效果较好。     

超高耸烟囱的风速时程分析

采用谐波叠加法对高度为950m的超高耸烟囱进行了风速时程模拟,并对烟囱进行了瞬态动力学计算,得到了烟囱风振响应,最后计算了烟囱的位移风振系数,结果表明：西缪谱在350m高度范围内适用于高耸结构,烟囱的风振系数随高度增大而增大。     

两种AR模型模拟空间相关性风场的比较

风场模拟中广泛应用的AR模型主要有标量过程的AR模型和向量过程的AR模型.通过取数学期望的方法,可以得到标量过程AR模型模拟空间相关性风场所采用的参数,但该参数并未考虑时滞的情况.向量过程AR模型建立在联合平稳的假设之上,可以很好地综合考虑各点的空间相关性,且回归系数矩阵包含时滞的影响,可以考虑较长时间范围内各点风速时程的时间相关性,从理论来说,要相对完善一些.本文算例表明,向量过程AR模型所模拟的风场精确度总体上要高于标量过程AR模型所模拟的风场,但也存在所模拟风场各点的自相关函数偏差大和总体运算时间多等缺点.     

大跨度桥梁结构风荷载模拟研究

基于数值模拟方法的风速时程曲线在桥梁结构风振分析中被广泛采用。本文基于自然风特性,通过考虑结构节点间的风速时程相关性,采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程。利用AIC准则确定模型阶数。对模拟所得的大跨度桥梁节点风速时程统计分析表明：AR模型可有效地模拟具有空间相关性、时间相关性的节点脉动风速时程,模拟精度、速度和计算稳定性均满足实际工程应用要求。     

薄壁空心高墩风荷载时程数值模拟研究

利用时间序列中的自回归模型（AR模型）,基于数值分析软件MATLAB,编制了模拟脉动风速时程的程序,最后得出薄壁高墩竖向10个节点的脉动风速时程,对模拟谱与目标谱进行了比较得出低阶的AR模型能够很好的模拟脉动风速时程的结论。     

基于正交小波逆变换的空间相关性风场数值模拟

基于多分辨率分析的思想,利用正交小波基小波系数与功率谱密度函数的关系,以Davenport谱作为目标谱,通过逆小波变换,模拟出互不相关的风速时程,并考虑空间相关性,将其转换为具有空间相关性的风场.通过算例分析了所模拟风场各点风速时程的功率谱密度函数和互相关函数,均与目标值符合较好,证明了该方法的可行性和有效性.所模拟的空间相关性风场,可为结构风振时程分析提供荷载输入.     

基于动力时程分析的模型更新混合模拟方法

为降低混合模拟中边界条件及结构简化与数值结构参数误差带来的精度下降问题,提出基于全结构时程分析的模型更新方法,以全结构动力分析模型取代数值子结构模型,将试验子结构作为参数修正的对比目标。建立常见的钢框架与钢筋混凝土框架结构数值模型,筛选出其独立本构参数作为更新对象,以底层柱的弹性反弯点划分子结构,分别进行4种工况混合模拟仿真试验。研究结果表明：与传统混合模拟相比,该方法有效降低了界面弯矩简化与参数误差带来的影响,采用均匀设计的更新方法有效保证参数更新点的代表性,确保多参数更新识别的准确率,有效提升混合模拟精度;同时验证该方法在不同界面弯矩处理下的稳定性与有效性。     

基于AR模型的塔机结构损伤检测研究

摘要：根据实验室已有的微型塔机建立模型,采用数学建模和有限元分析相结合的方法,对塔机在起升动载激励下结构损伤的检测方法进行深入研究。通过塔机的起升动力模型求解,得到随时间变化的激励载荷函数;建立塔机有限元模型,通过瞬态动力学的求解,获得塔机在冲击载荷下完好状态和损伤状态的位移数据;建立AR模型,以模型残差方差作为损伤敏感因子对塔机损伤状态进行分析。研究发现：完好状态下模型的残差方差趋向于零,损伤状态下模型的残差方差大于零;随着损伤程度的增加,残差方差呈现出逐渐增大的趋势,越远离损伤处模型残差方差越大,单元较大程度损伤对结构的健康影响比较严重。在实践中,确定损伤位置时可根据以上规律布置较少的位移传感器进行损伤检测。     

某钢结构气象塔在时程风荷载作用下考虑P-Δ效应的动力时程分析

根据线性过滤器中的自回归模型,借助数值分析软件MATLAB编写了频域转换时域程序,模拟了场地上不同高度处的具有空间相关性的时程风荷载,然后利用有限元软件SAP2000对钢结构气象塔进行时程风荷载作用下动力时程分析,得到气象塔的时程位移、时程速度和时程加速度响应,并将静力风荷载位移响应与时程位移峰值响应进行对比,作了误差分析.     

基于纤维梁元模型的钢筋混凝土框架结构弹塑性时程分析

弹塑性时程分析方法可以同时考虑地震动的三要素(振幅、频谱和持时)和结构的动力弹塑性特性,对建筑结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的抗震性能合理评估和非线性发展过程、破坏机理正确分析具有重要意义。反复荷载作用下混凝土、钢筋的本构模型的计算精度和适用性对基于材料模型的整体结构弹塑性时程分析结果的可靠性有着重要影响。但是由于混凝土材料的复杂性,目前还没有统一的本构模型可用于分析复杂应力条件下混凝土的非线性力学行为。建立了一个实用的混凝土和钢筋单轴滞回本构模型,编制了相应程序并利用用户材料子程序接口接入到ABAQUS软件中,基于纤维梁元模型,采用显式时间积分方法,对一个12层钢筋混凝土框架模型结构振动台试验进行了弹塑性时程分析。计算分析与试验数据的比较表明该模型具有较高的计算精度、效率及较好的适用性,适合作为纤维梁元模型中的混凝土、钢筋材料模型用于建筑结构的弹塑性时程分析当中。     

基于SAP2000有限元的景观输电塔风振响应研究

鉴于传统输电塔结构造型单一,针对兼顾结构美观性与周围环境协调性新型景观输电塔,采用AR模型模拟20 km/h的风速时程作用下进行风振响应分析,并把风振系数理论计算值与规范计算值进行了比较.结果表明:随着高度增加,输电塔风振系数基于软件SAP2000实际计算值与规范计算值相差较大,建议风振系数值采用理论计算值.     

结构抗震时程分析法中的层模型的研究

结合时程分析法中层模型与杆模型各自的优点，运用结构抗震的基本原理，通过矩阵分析与变换，找到了计算层模型的一种简单、相对精确的方法。