×

仪器化非线性移动振动梁系统概率分析的子结构工具。 (英语) Zbl 1443.74007号

总结:本研究考虑了有限元建模的应用,结合控制随机微分方程的数值解,分析仪表化非线性移动车辆-结构系统。研究的重点是通过在单个建模框架内部署三个具有不同方法系泊的子结构方案来实现计算效率。所考虑的方案包括空间子结构方案(涉及自由界面耦合方法)、用于控制随机微分方程的空间网格划分方案(涉及线性区域的隐式积分方案和局部非线性区域的显式方案的预测-校正方法的使用),以及Rao-Blackwellization方案的应用(允许对线性子结构使用Kalman滤波,对非线性子结构使用Monte Carlo滤波器)。本工作的主要工作是通过考虑车辆和支撑结构的相对运动,将这些方案与子结构的接口规定结合起来。该问题是参照具有空间局部化非线性特性的原型梁和多自由度运动振荡器来描述的。该研究考虑了数学建模中的缺陷、导轨不平度和测量噪声。数值结果表明,由于引入了子结构方案,计算工作量显著减少。

MSC公司:

74-10 可变形固体力学问题的数学建模或模拟
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Craig,R.R.,《振动中的子结构方法》,J.Vib。灰尘。,117, 207-213 (1995)
[2] D.J.Ewins,《模态测试:理论与实践》,研究出版社;莱奇沃斯,1984年。;D.J.Ewins,《模态测试:理论与实践》,研究出版社;Letchworth,1984年。
[3] Farhat,C。;Roux,F.X.,《有限元撕裂和互连方法及其并行求解算法》,国际J·数值。方法工程,32,1205-1227(1991)·Zbl 0758.65075号
[4] (Maia,N.M.M.;Silva,J.M.M.,《理论和实验模态分析》(1997),研究出版社:研究出版社:汤顿)
[5] 威廉姆斯,M.S。;Blakeborough,A.,《动态荷载下结构的实验室测试:导论》,Philos。事务处理。R.Soc.A数学。物理学。工程科学。,359, 1651-1669 (2001)
[6] Papoulis,A。;Pilla,S.U.,《概率、随机变量和随机过程》(2002),塔塔·麦格劳-希尔教育出版社
[7] Doucet,A。;De Freitas,N。;墨菲,K。;Russell,S.,Rao-Blackwellied粒子滤波在动态贝叶斯网络中的应用(第十六届人工智能不确定性会议论文集(2000)),176-183
[8] De Freitas,N.,用于故障诊断的Rao-Blackwellised粒子滤波,IEEE Aerosp。确认程序。,4, 1767-1772 (2002)
[9] Schön,T。;Gustafsson,F。;Nordlund,P.,混合线性/非线性状态空间模型的边缘化粒子滤波器,IEEE Trans。信号处理。,53, 2279-2289 (2005) ·Zbl 1370.94229号
[10] 拉迪卡,B。;Manohar,C.S.,带条件线性高斯子结构的仪器化结构非线性动态状态估计,Probab。工程机械。,30, 89-103 (2012)
[11] 刘凯。;法律,S.S。;朱,X.Q。;Xia,Y.,反力识别隐式方法的显式形式,J.Sound Vib。,333, 730-744 (2014)
[12] 巴瑟,R。;Gracewski,S.,《利用子结构和模态叠加进行非线性动力分析》,计算。结构。,13, 81, 699-707 (1981), 90032-8 ·Zbl 0455.73069号
[13] 休斯·T·J·R。;Liu,W.K.,《瞬态分析中的隐式-显式有限元:稳定性理论》,J.Appl。机械。,45, 371-374 (1978) ·Zbl 0392.73076号
[14] 休斯·T·J·R。;Pister,K.S。;Taylor,R.L.,非线性瞬态分析中的隐式-显式有限元,计算。方法应用。机械。工程师,17-18,79,159-182(1979),90086-0·Zbl 0413.73074号
[15] Filho,F.V.,移动荷载下结构的有限元分析,冲击振动。《文摘》,10,27-35(1978)
[16] Lin,Y.H。;Trethewey,M.W.,《承受移动动态载荷的弹性梁的有限元分析》,J.Sound Vib。,136, 90, 323-342 (1990), 90860-3
[17] Fryba,L.,《铁路桥梁动力学》(1996),托马斯·特尔福德:托马斯·德尔福德伦敦·Zbl 0452.73081号
[18] Fryba,L.,移动荷载下固体和结构的振动(1999),托马斯·特尔福德:托马斯·德尔福德伦敦
[19] Yang,Y.B。;Yau,J.D。;Wu,Y.S.,《车桥相互作用动力学》(2004),世界科学出版社
[20] Law,S.S。;Zhu,X.Q.,《移动荷载:动力分析和识别技术》(2011年),Taylor&Francis Group:Taylor and Francis Group London
[21] 张,N。;Xia,H.,基于系统间迭代法的车桥耦合系统动力学分析,计算。结构。,114-115, 26-34 (2013)
[22] Arvidsson,T。;Karoumi,R。;Pacoste,C.,《车桥交互系统建模备选方案的统计筛选》,《工程结构》。,59, 693-701 (2014)
[23] Yang,N。;郑晓凯。;张杰。;Law,S.S。;杨琼,高速列车通过引起的高架桥气动载荷的试验和数值研究,J.Wind Eng.Ind.Aerodyn。,140,19-33(2015)
[24] 曾泽平。;Zhao,Y.-G。;徐,W.-T。;于志伟。;Chen,L.-K。;Lou,P.,使用列车-实验室-轨道-桥梁相互作用模型对轨道不平顺和行波地震波作用下的列车-桥梁随机振动分析,J.Sound Vib。,342, 22-43 (2015)
[25] 穆塞罗斯,P。;Alarcón,E.,第二弯曲模式对共振时高速桥梁响应的影响,J.Struct。工程,131,405-415(2005)
[26] 夏,H。;Han,Y。;张,N。;郭伟,在非均匀地震激励下的车-桥系统动力学分析,Earthq。工程结构。动态。,35, 1563-1579 (2006)
[27] 比昂迪,B。;穆斯科利诺,G。;Sofi,A.,车-轨-桥系统动力分析的子结构方法,计算。结构。,83, 2271-2281 (2005)
[28] 卢·P。;于振伟。;Au,F.T.K.,用于分析车-轨-桥相互作用系统的不等长度轨道-桥耦合元件,应用。数学。型号。,36, 1395-1414 (2012) ·Zbl 1243.74183号
[29] 夸克,J.W。;Choi,E.S。;Kim,Y.J。;Kim,B.S。;Kim,S.I.,移动高速列车下两跨连续混凝土桥梁的动力特性,计算。结构。,82, 463-474 (2004)
[30] 曾振平。;刘,F.-S。;卢·P。;Zhao,Y.-G。;Peng,L.-M.,列车-实验室-轨道-桥梁相互作用系统三维运动方程的建立及其在随机振动分析中的应用,应用。数学。型号。,40, 5891-5929 (2016) ·Zbl 1465.74080号
[31] Gu,G.,承载TGV列车的大跨度铁路桥梁共振,计算机。结构。,152185-199(2015年)
[32] Velestos,A。;黄涛,《公路桥梁动力响应分析》,J.Eng.Mech。分部,96,593-620(1970)
[33] 黄,E.-S。;Nowak,A.S.,《桥梁动荷载模拟》,J.Struct。工程,1171413-1434(1991)
[34] 格林,M。;Cebon,D.,《公路桥梁对重型车辆荷载的动态响应:理论和实验验证》,J.Sound Vib。,170, 51-78 (1994)
[35] 格林,M。;Cebon,D.,重型车辆与公路桥梁之间的动态相互作用,计算机。结构。,62, 253-264 (1997)
[36] 李毅。;Qiang,S。;廖,H。;Xu,Y.,“风轨车辆-桥梁系统动力学”,J.wind Eng.Ind.Aerodyn。,93, 483-507 (2005)
[37] Dinh,V.N。;Kim,K.D。;Warnitchai,P.,使用轮轨接触模型对三维桥梁-高速列车相互作用进行动力学分析,工程结构。,31, 3090-3106 (2009)
[38] Yang,Y.-B。;Lin,B.-H.,用动态凝聚法进行车桥相互作用分析,J.Struct。工程,1211636-1643(1995)
[39] Yang,Y.-B。;Yau,J.-D.,用于动力分析的车桥相互作用单元,J.结构。工程,123,1512-1518(1997)
[40] Yang,Y.-B。;Wu,Y.-S.,分析车-桥相互作用响应的通用元件,工程结构。,23, 452-469 (2001)
[41] 克雷格(Craig,R.)。;Bampton,M.,《利用组件模态综合实现子结构耦合》,AIAA J.,61313-1319(1968)·Zbl 0159.56202号
[42] 克雷格(Craig,R.)。;Chang,C.-J.,动态分析子结构耦合的自由界面方法,AIAA J.,141633-1635(1976)
[43] MacNeal,R.H.,《元件模态综合的混合方法》,计算。结构。,1, 581-601 (1971)
[44] 高,X。;卡斯塔内达,北。;Dyke,S.J.,《实时混合仿真:从动态系统、运动控制到实验误差》,Earthq。工程结构。动态。,42, 815-832 (2013)
[45] 张,N。;夏,H。;郭伟,高速列车下的车桥相互作用分析,J.Sound Vib。,309, 407-425 (2008)
[46] 刘凯。;Reynders,E。;De Roeck,G。;Lombaert,G.,高速列车复合桥的试验和数值分析,J.Sound Vib。,320, 201-220 (2009)
[47] 朱,X.Q。;Law,S.S.,桥面移动荷载的时域识别,J.Vib。灰尘。,125, 187-198 (2003)
[48] Law,S.S。;Bu,J.Q。;朱晓强。;Chan,S.L.,使用有限元方法识别车辆轴荷载,工程结构。,26, 1143-1153 (2004)
[49] Nasrellah,H.A。;Manohar,C.S.,《车辆-结构相互作用问题中结构系统识别的粒子滤波方法》,J.Sound Vib。,329, 1289-1309 (2010)
[50] Nasrellah,H.A。;Manohar,C.S.,基于有限元方法的结构系统识别蒙特卡罗滤波器,Probab。工程机械。,26, 294-307 (2011)
[51] 于建新。;夏,Y。;Lin,W。;周晓清,基于构件模态综合法的大型结构单元模型修正,J.Sound Vib。,362, 72-84 (2016)
[52] Kim,J.G。;Boo,S.H。;Lee,P.S.,一种增强的AMLS方法及其性能,计算。方法应用。机械。工程,287,90-111(2015)·Zbl 1425.65116号
[53] 沃尔肖,C。;克罗斯,M。;McManus,K.,《多相网格划分》,应用。数学。型号。,2123-140(2000年)·兹比尔1076.65538
[54] 蔡,X。;Bouhmala,N.,划分非结构化有限元网格的多目标成本函数统一框架,应用。数学。型号。,31, 1711-1728 (2007) ·Zbl 1167.65476号
[55] Gravouil,A。;Combescure,A.,非线性结构动力学的多时间步显式隐式方法,国际期刊数值。方法工程,50,199-225(2001)·Zbl 0998.74033号
[56] Prakash,A。;Hjelmstad,K.,《结构动力学中Newmark方案的基于FETI的多时间步长耦合方法》,国际期刊Numer。方法工程,612183-2204(2004)·Zbl 1075.74668号
[57] Prakash,A。;Taciroglu,E。;Hjelmstad,K.D.,高度非线性结构动力学分区时间积分的计算效率多时间步法,计算。结构。,133, 51-63 (2014)
[58] Ladeveze,P。;Neron,D。;Passeeux,J.-C.,《时空均匀化的多尺度计算力学》(Fish,J.,《多尺度方法——科学与工程中的尺度桥接》(2010),牛津大学出版社:牛津大学出版社)·Zbl 1358.74074号
[59] Ladeveze,P.,《非线性计算结构力学:新方法和非增量计算方法》(1999),Springer Science&Business Media·Zbl 0912.73003号
[60] 法律,S。;Chan,T.H。;朱,Q。;曾琦,运动力识别中的正则化,机械工程学报。,127, 136-148 (2001)
[61] 埃图尼,M.M。;Alampalli,S.,《土木工程中的基础设施健康:理论和组件》,1(2012),CRC出版社:CRC出版社Boca Raton
[62] 埃图尼,M.M。;Alampalli,S.,《土木工程中的基础设施健康:应用和管理》,2(2012),CRC出版社:CRC出版社Boca Raton
[63] 温泽尔,H。;Pichler,D.,《环境振动监测》(2005),John Wiley&Sons:John Willey&Sons West Sussex
[64] Doucet,A。;De Freitas,N。;Gordon,N.,《序贯蒙特卡罗方法在实践中的应用》(2001),Springer:Springer New York·Zbl 0967.00022号
[65] Naets,F。;克罗斯,J。;Desmet,W.,结构动力学的在线耦合状态/输入/参数估计方法,计算机。方法应用。机械。工程师,2831167-1188(2015)·Zbl 1423.93380号
[66] Li,J.等人。;Hao,H.,基于小波域响应重构的子结构损伤识别,结构。治愈。蒙尼特。,13, 389-405 (2014)
[67] Li,J.等人。;Law,S.S。;丁毅,基于频域响应重构和模型更新的下部结构损伤识别,工程结构。,41, 270-284 (2012)
[68] Li,J.等人。;Law,S.S.,《结构信息不完整的下部结构损伤检测》,J.Appl。机械。,79,第041003条pp.(2012)
[69] Li,J.等人。;Law,S.S.,移动荷载激励下目标子结构的损伤识别,机械。系统。信号处理。,78-90(2012年)
[70] Maybeck,P.S.,随机模型、估计和控制,1(1979)·Zbl 0464.93002号
[71] 克劳登,体育。;Platen,E.,《随机微分方程的数值解》,《随机学国际期刊》,Probab。斯托克。工艺。,23, 1-7 (1992) ·Zbl 0925.65261号
[72] Grigoriu,M.,《随机微积分:在科学和工程中的应用》(2002),Springer科学与商业媒体:Springer科技与商业媒体纽约·Zbl 1015.60001号
[73] Doucet,A。;Godsill,S。;Andrieu,C.,《贝叶斯滤波的序贯蒙特卡罗采样方法》,《统计计算》。,197-208 (2000)
[74] Ristic,B。;阿鲁兰帕兰,南部。;Gordon,N.,《超越卡尔曼滤波器:跟踪应用的粒子滤波器》(Beyond the Kalman Filter:Particle Filters for Tracking Applications)(2004),Artech House:Artech House Boston·Zbl 1092.93041号
[75] Ahn,H.T。;Kallinderis,Y.,在一般混合网格上与几何保守ALE格式的强耦合流/结构相互作用,J.Compute。物理。,219, 671-696 (2006) ·Zbl 1189.74035号
[76] 卡塞拉,G。;Robert,C.P.,Rao-Blackwellisation of sampling schemes,生物统计学,83,81-94(1996)·Zbl 0866.62024号
[77] Doucet,A。;Johansen,A.,《粒子滤波与平滑教程:十五年后》(Crisan,D.;Rozovskii,B.,《牛津非线性滤波手册》(2011),牛津大学出版社:牛津大学出版社),656-704,doi:10.11.157.772·Zbl 1513.60043号
[78] 宋,M.-K。;诺,H.-C。;Choi,C.-K.,高速列车与桥梁相互作用的新三维有限元分析模型,工程结构。,1611-1626年5月25日(2003年)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。