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全局迭代的实时子结构试验方法及其验证
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:U442.5[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043, [2]石家庄铁道大学河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室,河北石家庄050043, [3]河北省减隔震技术与装置工程技术研究中心,河北衡水053000
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51508351,L1334209);河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室开放课题(201515);河北省大型基础设施防灾减灾协同创新中心项目(Z99902).
中文摘要:

针对传统实时子结构试验方法存在数值积分稳定性和伺服加载时滞等问题,提出了全局迭代的实时子结构试验方法。该方法的数值计算和试验加载分别在动力荷载地震作用时间段内独立进行,它们之间传递整个时间段的位移计算结果或试验恢复力,迭代进行;中间子时间步不存在数据交互,这就避免了对数值积分方法显式格式和稳定性及精度的苛刻要求,伺服加载的时滞效应也不存在。以高速铁路32 m常用跨径简支梁桥的简化模型为例,对所提试验方法进行了验证。结果表明随着迭代的进行,试验趋于收敛。经过5次迭代之后,不同工况的收敛指标值均小于2%,满足工程精度要求。进一步分析了数值模型初始误差对迭代次数的影响,结果表明,初始误差越小,迭代收敛的速度越快,达到误差限值所需的迭代次数越少。最后指出了本文方法的适用范围。本文所提全局迭代的实时子结构试验方法是可行和有效的,将为工程结构的试验提供新的有效途径。

英文摘要:

Problems such as numerical integration stability and servo-loading time delay exist in the traditional real-time substructure test method . In this paper, we propose a new real-time substructure test method to avoid these problems. The numerical calculation and load testing are performed independently in the whole time of dynamic load, with historic process of displacement in numerical calculation and resistance in loading test transferred, and with a progress of iteration existed. Without data exchange between the intermediate time steps, the requirements of explicit scheme, stability, and accuracy of numerical integration method can be avoided. Moreover, the time-delay of the actuator will also disappear. The proposed method is testing using a simplified model of a 32 m-span, simple-supported, high-speed railway bridge. The results show that the reaction tended to converge following the iteration implementation. The convergence index values of all cases are less than 2% after five iterations, meeting the engineering accuracy requirements. A further analysis is made to compare the effect of the initial estimation error of the numerical model parameters on the number of iterations. The smaller the initial parameter estimation error, the faster the convergence speed and the lesser the number of iterations needed to achieve the error limit. The proposed method is feasible and effective, and the iteration number is acceptable. Moreover, the method can provide an effective path for testing engineering structure.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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