基于不同参数的人行激励振动下结构加速度响应分析对比

相关激励作用下随机结构振动响应的统计分析廖庆斌,李舜酩,辛江慧,郑娟丽(南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京210016)摘要:应用随机过程理论,以能量为变量,分析了随机结构振动响应的统计特性。

结构受相关激励作用时,通过输入激励的解相关方法,将作用在结构上的相关激励转变为各个不相关激励的作用;分析结构的振动响应的统计特性时,计及响应特征频率的相关性,在响应特征频率满足高斯正交总体的假设下,推导出了随机结构振动响应分析的统计分析表达式。

应用设计的实验件和试验验证了所提出的统计分析的正确性,通过和已存在的统计分析结果的比较,表明了统计分析具有更高的分析精度,能够定性和定量的给出随机结构振动响应的统计变化情况。

关键词:随机结构;相关激励;统计分析;本征正交分解;统计能量分析中图分类号:T B53;O324 文献标识码:A 文章编号:1004-4523(2008)05-0429-07引　言结构的动力响应特性与激励频率有很大的关系,在激励频率较低时,结构只有很少的前几阶模态被激起,这样应用有限元或者边界元方法即可以精确地得到系统动态响应,当激励频率较高(中频或者高频)时,结构的模态被大量的激起,此时要准确地计算其振动响应变得非常困难[1]。

解决中、高频振动的有效方法是Lyon等人提出的统计能量分析(Statistical Energy Analysis:SEA)方法[2],他将随机动力系统划分为数量不多的动力子结构,然后求解各个子系统的振动能量,进而得到动力系统的振动响应。

在分析系统的中、高频振动响应时,SEA方法包含有振动能量的平均分布、系统响应的频带平均以及系统响应的随机总体平均等假设[1,3],因此, SEA方法仅仅是结构动力响应的估计。

Kompella 和Bernhar d等人通过实验发现[4],由同一条生产线生产出来的98辆型号相同的汽车,对其进行响应分析(振动和噪声水平分析)时,车辆的动态响应敏感的依赖于制造细节的变化。

《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言近年来，随着城市建设的快速发展，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性与舒适性备受关注。

然而，在人行激励下，步行桥的竖向振动问题日益突出，给行人与桥梁结构带来不利影响。

为了解决这一问题，本文提出采用调谐质量阻尼器（TMD）进行减振分析。

TMD作为一种有效的振动控制装置，能够通过调整其参数来减小结构的振动响应。

本文将针对人行激励下步行桥的竖向TMD减振进行分析，以期为实际工程提供理论依据。

二、TMD基本原理及模型建立TMD是一种通过调节自身参数以减小结构振动响应的装置。

其基本原理是通过惯性力与结构振动方向相反的阻尼力来消耗结构振动能量，从而达到减小结构振动响应的目的。

TMD系统主要由质量块、弹簧和阻尼器组成，其工作原理与建筑物的固有频率密切相关。

在建立步行桥竖向TMD减振模型时，需要考虑人行激励的特点、桥梁结构的动态特性以及TMD系统的参数。

人行激励主要表现为行人的步行频率和步幅等参数，桥梁结构的动态特性包括其固有频率、阻尼比等参数。

根据这些参数，可以建立步行桥竖向TMD减振的数学模型。

三、人行激励下步行桥竖向振动分析在人行激励下，步行桥的竖向振动主要表现为行人的步行频率与桥梁固有频率的耦合作用。

当行人步行频率接近桥梁的固有频率时，桥梁的振动幅度会增大，给行人与桥梁结构带来不利影响。

因此，需要对人行激励下的步行桥竖向振动进行分析。

在分析过程中，可以采用有限元法对桥梁结构进行建模，并考虑行人的步行频率、步幅等参数。

通过模拟行人行走过程中对桥梁的激励作用，可以得出桥梁的竖向振动响应。

在此基础上，进一步分析TMD系统的减振效果。

四、TMD减振效果分析针对人行激励下步行桥的竖向振动问题，本文采用TMD系统进行减振分析。

首先，根据桥梁结构的动态特性确定TMD系统的参数，包括质量块的质量、弹簧的刚度和阻尼器的阻尼等。

然后，通过模拟行人行走过程中对桥梁的激励作用，比较安装TMD系统前后桥梁的竖向振动响应。

《人行激励下楼板舒适度评价的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，人们对建筑结构的要求越来越高，其中楼板的舒适度成为了重要的评价指标之一。

特别是在人行激励下，楼板的舒适度直接关系到人们的行走体验和身体健康。

因此，本文旨在研究人行激励下楼板舒适度的评价方法，以期为建筑设计和施工提供有益的参考。

二、研究背景及意义随着建筑技术的不断进步，楼板的承载能力和耐久性得到了显著提高。

然而，人们对于楼板舒适度的要求也在不断提高。

特别是在大型商场、展览馆、体育馆等公共场所，人行流量大，楼板的舒适度直接关系到人们的行走体验和身心健康。

因此，研究人行激励下楼板舒适度的评价方法具有重要的现实意义和实用价值。

三、研究内容与方法本研究采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，对人行激励下楼板舒适度进行评价。

具体研究内容包括：1. 理论分析：通过对人行激励的力学特性进行分析，了解人行激励对楼板的影响规律。

同时，结合相关规范和标准，确定楼板舒适度的评价指标和标准。

2. 实验研究：采用实地测量和模拟实验相结合的方法，对人行激励下楼板的振动响应进行测试和分析。

通过对比不同类型、不同构造的楼板在人行激励下的振动响应，评价其舒适度。

3. 数值模拟：利用有限元分析软件，建立人行激励下楼板的有限元模型，通过数值模拟的方法，对人行激励下楼板的振动响应进行预测和分析。

同时，将数值模拟结果与实验结果进行对比，验证模型的准确性和可靠性。

四、实验结果与分析通过实验研究和数值模拟，我们得到了以下结果：1. 人行激励对楼板的影响规律：人行激励的频率、步速、步频等参数对楼板的影响具有明显的规律性。

其中，低频、高幅的人行激励对楼板的振动响应影响较大。

2. 楼板舒适度的评价指标：根据相关规范和标准，我们确定了楼板舒适度的评价指标包括振动加速度、振动速度和振动位移等。

同时，考虑到人的主观感受，我们还采用了问卷调查等方法，对楼板的舒适度进行评价。

3. 不同类型、不同构造的楼板在人行激励下的振动响应：通过对不同类型、不同构造的楼板进行实验研究和数值模拟，我们发现，楼板的刚度、质量、阻尼等参数对其在人行激励下的振动响应具有重要影响。

《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。

然而，在人行激励下，步行桥往往会出现竖向振动，给行人和桥梁结构带来不利影响。

为了解决这一问题，本文提出了一种基于调谐质量阻尼器（TMD）的减振方法，并对其在步行桥竖向振动控制中的应用进行了分析。

二、TMD减振原理TMD是一种被动控制装置，其基本原理是通过调谐质量块和弹簧、阻尼器等元件的组合，使系统在特定频率下产生相反的振动，从而达到减小主结构振动的效果。

在步行桥的竖向振动控制中，TMD可以有效地减小桥梁的振动幅度，提高行人的舒适度。

三、人行激励下步行桥竖向振动分析在人行激励下，步行桥的竖向振动主要受到行人步伐频率、行走速度、桥梁结构刚度等因素的影响。

通过对桥梁结构的动力特性进行分析，可以确定其竖向振动的主频和振型。

在此基础上，结合行人的步伐频率和行走速度，可以得出人行激励下步行桥的竖向振动规律。

四、TMD减振效果分析为了分析TMD在步行桥竖向振动控制中的减振效果，本文采用有限元方法建立了步行桥的数值模型，并在此基础上设计了TMD参数。

通过对模型进行动态分析，可以得出TMD对桥梁竖向振动的控制效果。

分析结果表明，TMD能够有效地减小桥梁的振动幅度，提高行人的舒适度。

同时，通过对TMD参数的优化设计，可以进一步提高其减振效果。

五、TMD参数优化设计TMD的参数设计是影响其减振效果的关键因素。

本文通过对TMD的参数进行优化设计，包括质量块的质量、弹簧刚度和阻尼系数等，得出了一组较优的参数组合。

通过对该参数组合进行动态分析，可以得出其具有较好的减振效果。

同时，该参数组合还可以根据不同的桥梁结构和人行激励进行调整，以适应不同的应用场景。

六、结论本文通过对人行激励下步行桥竖向TMD减振分析的研究，得出以下结论：1. TMD作为一种被动控制装置，在步行桥竖向振动控制中具有较好的减振效果；2. TMD的参数设计是影响其减振效果的关键因素，需要进行优化设计；3. 通过对人行激励下步行桥的竖向振动规律进行分析，可以确定TMD的适用范围和减振效果；4. TMD的应用可以提高行人的舒适度，同时保护桥梁结构的安全。

人行激励下大跨度钢结构连廊舒适度分析陈刚;周杰【摘要】针对大跨度钢结构连廊的特点,采用有限元和自编程序相结合的方法,模拟不同工况,单人、多人有序和随机人群荷载模式,计算该结构的自振特性和动力加速度响应,并进行了不同工况下结构舒适度评价.结果表明,人行荷载频率的影响最大,其次是荷载类型、人群同步概率及人群的集度.【期刊名称】《安徽理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】6页(P72-77)【关键词】人行荷载模型;蒙特卡罗模拟;峰值加速度;舒适度【作者】陈刚;周杰【作者单位】浙江杭萧钢构股份有限公司,浙江杭州310003;浙江杭萧钢构股份有限公司,浙江杭州310003【正文语种】中文【中图分类】TU393.3材料科学及结构设计理论的迅速进步使得建筑结构向大跨度、轻质方向发展，由此导致的结构人致振动问题受到越来越多的重视。

大跨结构在人群行走作用下不能出现过大的加速度，特别是不能超过行人的舒适度要求。

为了防止结构振动过大，主要采取对基频进行控制:即基频控制在3 Hz以上，避开人的步行频率[1.5～2.5]Hz共振频段[1]，从而控制加速度响应。

大跨度复杂结构中，因为建筑外观等各种因素的综合要求，无法避开共振频率。

本文针对某园区不同功能区间大跨度钢结构过人连廊，综合引用各种相关指标，对其在人行荷载激励下的行走舒适度进行了评估，探讨各种不同指标的影响规律。

该过人连廊最大跨度65m，最大横向宽度12.6 m，走廊弧形内侧用于观景，两侧桥塔结构采用钢管混凝土+钢支撑形式，增强支座的刚度，结构计算模型如图1所示。

结构1阶竖向自振频率1.77Hz，非常接近行人正常行走频率，人行激励下会引起较大振动，超过人体的生理承受标准后，产生人行恐慌，影响正常使用。

图1 结构有限元模型人行连廊的荷载本身极为复杂，不仅是时间的函数，还需要考虑空间位置的随机性，涉及到多种因素，采用一般有限元程序分析，难以模拟荷载的复杂性。

机械结构的加速度响应与自振频率分析与控制引言：机械结构在工程设计中起着重要的作用。

准确理解和控制机械结构的加速度响应和自振频率对于工程师来说至关重要。

本文将介绍机械结构加速度响应和自振频率的相关概念，分析其影响因素，以及控制方法。

一、机械结构的加速度响应机械结构的加速度响应是指在受到外力作用下，结构产生的加速度。

由于机械结构的动态特性，加速度响应不仅与外力的大小和方向相关，还受到结构的刚度、质量分布、自振频率等因素的影响。

1.1 加速度响应的影响因素机械结构的加速度响应与以下因素密切相关：1) 外力作用：外力的大小和方向直接决定了结构的加速度大小和方向。

在实际应用中，机械结构会受到诸如震动、冲击、重力等各种外力的作用。

2) 结构的刚度：结构的刚度是指结构在受力时抵抗形变的能力。

刚度越大，结构受到的形变越小，从而加速度响应越小。

刚度与结构的材料、几何形状以及连接方式等相关。

3) 质量分布：结构的质量分布也会影响加速度响应。

质量分布不均匀会导致结构在受到外力时出现不平衡，从而引起加速度响应。

4) 自振频率：自振频率是指机械结构的固有频率，即在没有外力作用下结构自身产生的振动。

自振频率与结构的刚度和质量有关。

当受到与自振频率相近的外力作用时，结构容易发生共振现象，加速度响应会大大增加。

1.2 加速度响应的测量和分析为了准确分析和控制机械结构的加速度响应，需要进行加速度的测量和分析。

常用的测量方法包括使用加速度传感器采集结构的加速度数据，然后通过信号处理和数据分析技术得到加速度响应的频域和时域特性。

在分析加速度响应时，可以采用有限元分析等数值模拟方法，预测结构在不同外力作用下的加速度响应。

这些分析结果可用于优化结构设计和控制结构的加速度响应。

二、机械结构的自振频率分析机械结构的自振频率是指结构在没有外力作用下自身产生的振动频率。

准确分析和控制机械结构的自振频率对应用中的结构设计和振动控制都具有重要意义。

不同地震激励输入方法下框架结构振动台试验与数值分析结果对比摘要：结构地震反应分析中，常用的地震激励输入方法有等效荷载法和位移输入法。

本文回顾对比了这两种地震激励输入方法的理论推导，并根据某框架结构缩尺模型振动台试验数据，通过数值模型分析与某验证了这两种方法所得结果的一致性和可靠性，为进一步研究地震激励下结构反应分析方法研究有一定的参考价值。

关键词：地震激励输入方法，等效荷载法，位移输入法，框架结构缩尺模型振动台试验Abstract: the structure seismic response analysis, common seismic excitation input methods have equivalent load method and the displacement input method. This review paper compared the two kinds of seismic excitation theory is the input method, and based on a certain frame structure scale model shaking table test data, through the numerical model analysis and a verified the two methods of the results of consistency and reliability, for further research in earthquake excitation response analysis method for structure is of certain reference value.Keywords: earthquake excitation input method, the method of equivalent load and displacement input method, the frame structure scale model shaking table test1 引言在地震激励下，结构响应的分析模型通常有两种：加速度输入模型和位移输入模型。

《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的日益繁忙，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。

然而，在人行激励下，步行桥的竖向振动问题往往会对行人的行走舒适度产生不良影响，甚至可能对桥梁结构造成损害。

为了解决这一问题，本文提出采用调频质量减震器（TMD）进行步行桥的竖向减振分析。

二、TMD减振原理TMD是一种被动控制结构，通过与主结构相连的附加质量块和弹簧系统，产生与主结构相反的振动，从而实现对主结构的减振效果。

在步行桥的竖向振动控制中，TMD通过调节自身频率和阻尼比，使系统在受到人行激励时产生相反的相位，从而达到减小桥梁竖向振动的效果。

三、人行激励下步行桥竖向振动分析人行激励是步行桥竖向振动的主要来源之一。

在行人步行过程中，由于行走频率和步态的不确定性，使得人行激励具有随机性。

这种随机性会对桥梁结构产生复杂的动态响应，导致桥梁出现竖向振动。

为了准确分析人行激励下步行桥的竖向振动，本文采用有限元方法和随机振动理论进行建模和分析。

四、TMD减振效果分析为了验证TMD在步行桥竖向减振中的效果，本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法进行分析。

首先，通过有限元软件建立步行桥模型，并设置不同参数的TMD进行模拟分析。

结果表明，在合适的TMD参数下，可以有效减小步行桥的竖向振动。

其次，通过实验研究进一步验证了TMD的减振效果。

实验结果表明，TMD能够显著降低人行激励下步行桥的竖向振动幅度和加速度响应。

五、参数优化及影响因素分析在TMD减振效果分析的基础上，本文进一步对TMD的参数进行优化。

通过改变TMD的质量、弹簧刚度和阻尼比等参数，寻找最优的减振效果。

同时，本文还分析了人行激励的频率、步态以及桥梁结构特性等因素对TMD减振效果的影响。

结果表明，合适的TMD参数和人行激励条件下的桥梁结构特性对TMD的减振效果具有重要影响。

六、结论本文通过对人行激励下步行桥竖向TMD减振分析，得出以下结论：1. TMD作为一种被动控制结构，在步行桥的竖向减振中具有显著效果。