纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法及装置，涉及结构动力分析技术领域，该方法包括：根据结构系统中各质点质量和各质点振型向量，确定广义质量；根据广义质量和振动频率，确定广义竖弯刚度；根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比。将多自由度系统等效为广义一维振动系统，等效阻尼比计算效率高，数值稳定，结果准确。解决了现有技术中采用考虑大变形多自由度非线性时程有限元分析方法，存在求解耗时长，等效阻尼比波动较大，效果差的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及结构动力分析
，具体涉及一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法及装置。

技术介绍

[0002]大跨度桥梁的涡激振动虽不足以影响桥梁的结构安全，但作为公用基础设施，过大的振幅会引起公众的恐慌，影响社会对大跨度桥梁建设的信心。大跨度桥梁建设中控制涡激振动问题。涡激振动主要引起主梁的竖向振动，大多数桥梁结构仅能在桥梁端部布置纵向阻尼装置，因此需要确定纵向阻尼装置对结构系统竖弯振动的等效阻尼比。
[0003]涡振引起主梁的竖向振动模态多大数十个，纵向对竖向的耦合为大变形效应。在现有技术中，确定等效阻尼比的常规方法，采用考虑大变形多自由度非线性时程有限元分析方法，存在求解耗时长，等效阻尼比波动较大，效果差的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法及装置，能够解决现有技术中采用考虑大变形多自由度非线性时程有限元分析方法，存在求解耗时长，等效阻尼比波动较大，效果差的问题。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]一方面，本方案提供一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，包括：
[0007]根据结构系统中各质点质量和各质点振型向量，确定广义质量；
[0008]根据广义质量和振动频率，确定广义竖弯刚度；
[0009]根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比。
[0010]在一些可选的方案中，所述的根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比，包括：
[0011]根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，获取振幅位移；
[0012]根据振幅位移，获取振幅位移衰减曲线，确定等效阻尼比。
[0013]在一些可选的方案中，根据公式：获取振幅位移；
[0014]其中，M为广义质量，K为广义刚度，f为纵向阻尼装置阻力，α为竖弯变形对纵向变形的影响因子，z为振幅位移，为振幅速度，为振幅加速度。
[0015]在一些可选的方案中，根据公式：获取纵向阻尼装置阻力；
[0016]其中，f
q
为最大阻力。
[0017]在一些可选的方案中，竖弯变形对纵向变形的影响因子的取值范围为：2.4≤α≤2.5。
[0018]在一些可选的方案中，根据公式：确定广义质量；
[0019]其中，m
i
为第i个质点的质量，y
i
为第i个质点的振型向量，i＝1～n，n为质点数量。
[0020]在一些可选的方案中，根据公式：K＝ω2M，确定广义竖弯刚度；
[0021]其中，ω为振动频率。
[0022]在一些可选的方案中，所述各质点质量，通过结构系统有限元模型获取。
[0023]在一些可选的方案中，通过对结构系统模态分析，获取所述振动频率和各质点振型向量。
[0024]另一方面，本方案提供一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定装置，包括：
[0025]广义质量确定模块，其用于根据结构系统中各质点质量和各质点振型向量，确定广义质量；
[0026]广义竖弯刚度确定模块，其用于根据广义质量和振动频率，确定广义竖弯刚度；
[0027]等效阻尼比确定模块，其用于根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本方案根据结构系统中各质点质量和各质点振型向量，确定广义质量；根据广义质量和振动频率，确定广义竖弯刚度；根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比。将多自由度系统等效为广义一维振动系统，等效阻尼比计算效率高，数值稳定，结果准确。解决了现有技术中采用考虑大变形多自由度非线性时程有限元分析方法，存在求解耗时长，等效阻尼比波动较大，效果差的问题。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例中纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法的流程示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例中等截面简支梁的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例中一阶正对称竖弯模态的振幅位移的时程衰减曲线示意图；
[0033]图中：1、固定支座；2、活动支座；3、质点；4、主梁。
具体实施方式
[0034]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。
[0036]如图1所示，一方面，本专利技术提供一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，包括：
[0037]S1：根据结构系统中各质点质量和各质点振型向量，确定广义质量。
[0038]在一些可选的实施例中，根据公式：确定广义质量；
[0039]其中，m
i
为第i个质点的质量，y
i
为第i个质点的振型向量，i＝1～n，n为质点数量。
[0040]在本实施例中，将各质点质量和对应质点振型向量的平方相乘，累加所有质点的乘积，即为广义质量。
[0041]S2：根据广义质量和振动频率，确定广义竖弯刚度。
[0042]在一些可选的实施例中，根据公式：K＝ω2M，确定广义竖弯刚度；
[0043]其中，ω为振动频率。
[0044]在本实施例中，将广义质量和竖弯振动模态的振动频率的平方相乘，乘积即为广义竖弯刚度。
[0045]S3：根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比。
[0046]步骤S3具体包括：
[0047]S31：根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，获取振幅位移。
[0048]在一些可选的实施例中，根据公式：获取振幅位移；
[0049]其中，M为广义质量，K为广义刚度，f为纵向阻尼装置阻力，α为竖弯变形对纵向变形的影响因子，z为振幅位移，为振幅速度，为振幅加速度。
[0050]在本实施例中，通过逐步积分求解振幅位移，记录振幅位移的衰减幅值，得到振幅位移衰减曲线。
[0051]在一些可选的实施例中，根据公式：获取纵向阻尼装置阻力；
[0052]其中，f
q
为最大阻力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，其特征在于，包括：根据结构系统中各质点质量和各质点振型向量，确定广义质量；根据广义质量和振动频率，确定广义竖弯刚度；根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比。2.如权利要求1所述的纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，其特征在于，所述的根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，确定等效阻尼比，包括：根据广义质量、广义竖弯刚度和纵向阻尼装置阻力，获取振幅位移；根据振幅位移，获取振幅位移衰减曲线，确定等效阻尼比。3.如权利要求2所述的纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，其特征在于，根据公式：获取振幅位移；其中，M为广义质量，K为广义刚度，f为纵向阻尼装置阻力，α为竖弯变形对纵向变形的影响因子，z为振幅位移，为振幅速度，为振幅加速度。4.如权利要求3所述的纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，其特征在于，根据公式：获取纵向阻尼装置阻力；其中，f
q
为最大阻力。5.如权利要求3所述的纵向阻尼装置对竖弯振动的等效阻尼比确定方法，其特征在于，竖弯变形对纵向变形的影响因子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑仁安，秦竟熙，秦顺全，韩若愚，王哲尧，陈宇，汪珍，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：