上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (6): 672-680.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.031
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑; 《上海交通大学学报》2021年“土木建筑工程”专题
收稿日期:2020-01-27
出版日期:2021-06-28
发布日期:2021-06-30
通讯作者:
杨红
E-mail:yangh@cqu.edu.cn
作者简介:孙攀旭 (1990-),男,河南省许昌市人,博士生,从事结构抗震设计与计算
基金资助:
SUN Panxu1, YANG Hong1,2(
), ZHAO Zhiming1, LIU Qinglin3
Received:2020-01-27
Online:2021-06-28
Published:2021-06-30
Contact:
YANG Hong
E-mail:yangh@cqu.edu.cn
摘要:
复阻尼模型的阻尼矩阵构造容易,仅依赖于材料损耗因子和结构刚度矩阵,但具有时域发散、非因果性等缺陷.从结构的固有特征恒定出发,推导了材料损耗因子与结构阻尼比的等效关系,进而得到与复阻尼模型等效的黏性阻尼模型.该阻尼模型不仅克服了复阻尼模型的缺陷,同时保留了复阻尼模型直接依赖材料损耗因子的便捷性.针对比例阻尼体系,依据材料损耗因子和结构振型阻尼比的关系,提出了基于复阻尼模型等效的黏性阻尼模型实振型叠加法.针对非比例阻尼体系,依据材料损耗因子和子结构振型阻尼比的关系,借助分块Rayleigh阻尼和状态空间法,提出了基于复阻尼模型等效的黏性阻尼模型复振型叠加法.通过算例分析验证了本文方法的可行性和正确性.
中图分类号:
孙攀旭, 杨红, 赵志明, 刘庆林. 基于复阻尼模型等效的黏性阻尼模型时域计算方法[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(6): 672-680.
SUN Panxu, YANG Hong, ZHAO Zhiming, LIU Qinglin. Time-Domain Calculation Method of an Equivalent Viscous Damping Model Based on Complex Damping Model[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(6): 672-680.
| [1] | 吴泽玉, 王东炜, 李玉河. 复阻尼结构动力方程的增维精细积分法[J]. 振动与冲击, 2017, 36(2):107-110. |
| WU Zeyu, WANG Dongwei, LI Yuhe. Magnified dimension precise integration method for the dynamic equations of complex damped structures[J]. Journal of Vibration and Shock, 2017, 36(2):107-110. | |
| [2] | 张辉东, 王元丰. 空间网壳结构的节点-构件阻尼模型研究[J]. 土木工程学报, 2015, 48(2):54-62. |
| ZHANG Huidong, WANG Yuanfeng. Investigation of a joint-member damping model for single-layer latticed domes[J]. China Civil Engineering Journal, 2015, 48(2):54-62. | |
| [3] | 曹树谦, 张文德, 萧龙翔. 振动结构模态分析: 理论、实验与应用[M]. 天津: 天津大学出版社, 2001. |
| CAO Shuqian, ZHANG Wende, XIAO Longxiang. Modal analysis of vibrational structure: Theory, experiment and application[M]. Tianjin: Tianjin University Press, 2001. | |
| [4] |
BERT C W. Material damping: An introductory review of mathematic measures and experimental technique[J]. Journal of Sound and Vibration, 1973, 29(2):129-153.
doi: 10.1016/S0022-460X(73)80131-2 URL |
| [5] | 朱敏, 朱镜清. 逐步积分法求解复阻尼结构运动方程的稳定性问题[J]. 地震工程与工程振动, 2001, 21(4):59-62. |
| ZHU Min, ZHU Jingqing. Studies on stability of step-by-step methods under complex damping conditions[J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 2001, 21(4):59-62. | |
| [6] | NAKAMURA N. Practical causal hysteretic damping[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2007, 36(5):597-617. |
| [7] |
YANG F Y, ZHI X D, FAN F. Effect of complex damping on seismic responses of a reticulated dome and shaking table test validation[J]. Thin-Walled Structures, 2019, 134:407-418.
doi: 10.1016/j.tws.2018.10.025 URL |
| [8] |
REGGIO A, ANGELIS M. Modelling and identification of structures with rate-independent linear damping[J]. Meccanica, 2015, 50(3):617-632.
doi: 10.1007/s11012-014-0046-3 URL |
| [9] |
WANG J. Rayleigh coefficients for series infrastructure systems with multiple damping properties[J]. Journal of Vibration and Control, 2015, 21(6):1234-1248.
doi: 10.1177/1077546313496832 URL |
| [10] | 李暾, 谢海文, 李创第, 等. 基于谱矩的单自由度复阻尼结构的等效阻尼分析[J]. 广西科技大学学报, 2019, 30(4):6-14. |
| LI Tun, XIE Haiwen, LI Chuangdi, et al. Equivalent damping of single-degree-of-freedom complex damping structures based on spectral moment[J]. Journal of Guangxi University of Science and Technology, 2019, 30(4):6-14. | |
| [11] | 梁超锋. 混凝土材料与结构阻尼测试、增强与表达[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2005. |
| LIANG Chaofeng. Concrete material and structural damping test, enhancement and expression[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2005. | |
| [12] | 梁超锋, 欧进萍. 结构阻尼与材料阻尼的关系[J]. 地震工程与工程振动, 2006, 26(1):49-55. |
| LIANG Chaofeng, OU Jinping. Relationship between structural damping and material damping[J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 2006, 26(1):49-55. | |
| [13] |
孙攀旭, 杨红, 吴加峰, 等. 基于频率相关黏性阻尼模型的复模态叠加法[J]. 力学学报, 2018, 50(5):1185-1197.
doi: 10.6052/0459-1879-18-170 |
| SUN Panxu, YANG Hong, WU Jiafeng, et al. Complex mode superposition method based on frequency dependent viscous damping model[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2018, 50(5):1185-1197. | |
| [14] | 孙攀旭, 杨红, 刘庆林. 基于复阻尼模型的改进时域计算方法[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2019, 46(11):122-130. |
| SUN Panxu, YANG Hong, LIU Qinglin. Improved time domain calculation method based on complex damping model[J]. Journal of Hunan University (Natural Sciences) , 2019, 46(11):122-130. | |
| [15] | CLOUGH R W, PENZIEN J. Dynamics of structures[M]. 3nd ed. Berkeley, California: Computer and Structures, Inc, 2003. |
| [16] | 欧进萍, 王光远. 结构随机振动[M]. 北京: 高等教育出版社, 1998. |
| OU Jinping, WANG Guangyuan. Random vibration of structures[M]. Beijing: Higher Education Press, 1998. | |
| [17] | 陈华霆, 谭平, 彭凌云, 等. 基于隔震结构Benchmark模型的复振型叠加反应谱方法[J]. 振动与冲击, 2017, 36(23):157-163. |
| CHEN Huating, TAN Ping, PENG Lingyun, et al. Complex modal shapes superposition response spectrum approach based on vibration isolation structure benchmark model[J]. Journal of Vibration and Shock, 2017, 36(23):157-163. | |
| [18] | 陈华霆, 谭平, 彭凌云, 等. 复振型叠加方法合理振型数量的确定[J]. 建筑结构学报, 2020, 41(2):157-165. |
| CHEN Huating, TAN Ping, PENG Lingyun, et al. Determination of reasonable mode number for complex modal superposition approach[J]. Journal of Building Structures, 2020, 41(2):157-165. | |
| [19] |
DE DOMENICO D, RICCIARDI G. Dynamic response of non-classically damped structures via reduced-order complex modal analysis: Two novel truncation measures[J]. Journal of Sound and Vibration, 2019, 452:169-190.
doi: 10.1016/j.jsv.2019.04.010 URL |
| [20] | 何钟怡. 复本构理论中的对偶原则[J]. 固体力学学报, 1994, 15(2):177-180. |
| HE Zhongyi. The dual principle in theory of complex constitutive equations[J]. Acta Mechanica Solida Sinica, 1994, 15(2):177-180. | |
| [21] | 朱镜清. 关于复阻尼理论的两个基本问题[J]. 固体力学学报, 1992, 13(2):113-118. |
| ZHU Jingqing. On the two basic problems of complex damping theory[J]. Acta Mechanica Solida Sinica, 1992, 13(2):113-118. | |
| [22] | 廖振鹏. 工程波动理论导论[M]. 北京: 科学出版社, 2002. |
| LIAO Zhenpeng. Introduction to wave motion theories in engineering[M]. Beijing: Science Press, 2002. | |
| [23] |
LAGE Y, CACHÃO H, REIS L, et al. A damage parameter for HCF and VHCF based on hysteretic damping[J]. International Journal of Fatigue, 2014, 62:2-9.
doi: 10.1016/j.ijfatigue.2013.10.010 URL |
| [24] | 潘玉华, 王元丰. 复阻尼结构动力方程的高斯精细时程积分法[J]. 工程力学, 2012, 29(2):16-20. |
| PAN Yuhua, WANG Yuanfeng. Gauss precise time-integration of complex damping vibration systems[J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(2):16-20. |
| [1] | 王阳达, 王建国, 连冠, 张大骋. 基于弛豫时间的不同工况下直接甲醇燃料电池性能退化分析[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(2): 289-299. |
| [2] | 邓小宇, 刘牧阳, 常喜强, 南东亮, 莫若, 陈俊儒. 新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(9): 1390-1399. |
| [3] | 唐荻音, 王预夫, 郑文健, 黄旭聪, 邢雅兰. 基于等效模型的锂离子电池荷电状态估计算法综述[J]. 空天防御, 2024, 7(6): 104-111. |
| [4] | 刘怡伶1, 张经纬1, 刘学文1, 王岩松1, 周跃亭2. 考虑轮轨接触损失的动态列车垂向Sperling指标评价模型[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(6): 1103-1115. |
| [5] | 周涛, 黄菊, 韩汝帅, 胡秦然, 权浩. 综合惯性控制下风力机惯性支撑能力分析及等效惯量评估[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(12): 1915-1924. |
| [6] | 苏雨临, 连冠, 张大骋. 等效电路模型法预测动态工况下微型直接甲醇燃料电池剩余使用寿命[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(10): 1575-1584. |
| [7] | 曲晓奇, 李红涛, 唐广银, 杜海越, 杨林林. 海上浮式风力机动力响应分析与数值仿真关键技术研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2023, 10(2): 72-78. |
| [8] | 朱春艳, 孙丹, 谭金强, 郑威, 胡亮亮, 吴添. 基于等效模型的空间站大面积柔性太阳翼结构优化设计[J]. 空天防御, 2023, 6(2): 23-27. |
| [9] | 牛振宇, 刘林芽, 秦佳良, 左志远. 减振垫层温频变动力性能对无砟轨道振动特性影响[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(9): 1238-1246. |
| [10] | 刘维红, 刘烨. 多层LCP电路板过孔互联电路模型快速构建[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(11): 1547-1553. |
| [11] | 张江南, 陈飞, 戎建刚, 王鑫, 王超, 李岩松, 张进. 基于表征面的动态试验电磁环境等效构建方法[J]. 空天防御, 2022, 5(1): 86-93. |
| [12] | 王荣勇, 柳林齐, 王颖轶, 黄醒春. 基于虚拟柱状等效模型的桩基沉降位移计算方法[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(9): 1126-1133. |
| [13] | 张景博, 杨健, 王斐亮. 带填充墙预制混凝土框架抗连续倒塌分析[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(4): 357-364. |
| [14] | 王立权, 漆斌, 黄杉, 肖梁, 陈德红. W波段目标模拟带外噪声抑制技术[J]. 空天防御, 2020, 3(4): 114-120. |
| [15] | 任园园,李显生,郑雪莲,王杰. 液罐车精确动力学建模及其侧倾稳定性[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(3): 312-321. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||