丁兰
- 作品数：7 被引量：17H指数：3
- 供职机构：华中科技大学土木工程与力学学院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学机械工程更多>>
- 随机失谐周期压电Timoshenko梁的波动局部化研究被引量：1
- 2014年
- 基于Timoshenko梁理论,考虑基梁和压电片的转动惯量和剪切效应,采用有限元法和传递矩阵法建立了振动波在表面周期性粘贴压电片的轴-弯耦合Timoshenko梁中的传播模型,并利用Lyapunov指数及局部化因子分析了几何尺寸和材料特性随机失谐对结构波动局部化的影响。数值分析表明,对于周期压电梁而言,不同基梁材料对结构的频带特性会有较明显影响;而基梁长度及压电材料参数的随机失谐对频带性质和波动局部化程度的影响则十分有限,通过调整结构模型参数仅能微调此梁的波动特性。分析结果对压电周期结构的优化设计和振动控制研究提供了理论参考。
- 丁兰尹涛朱宏平
- 关键词：TIMOSHENKO梁传递矩阵LYAPUNOV指数
- 移动荷载对周期加固壳波传播的影响
- 2015年
- 基于Donnell-Mushtari薄壳理论,建立了均质壳体的轴对称径向波动微分方程,推导了周期加固壳在随荷载移动的动态坐标系下各胞元的动态刚度矩阵,进而利用传递矩阵法得到了相邻胞元间的传递矩阵,并计算了均质壳在移动荷载作用下的临界速度。根据Wolf算法,采用局部化因子分析了几何尺寸变化及其失谐对波传播及其局部化特性的影响。分析表明,与均质壳相比,周期加固壳扩展了临界速度值。结构的尺寸变化显著地影响速度通禁带的个数、宽度及其位置,可以通过调整结构的参数来改变波动的传播。失谐周期加固壳会出现波动局部化现象,随着失谐程度的增加,结构的波动局部化程度增强。分析结果对周期加固壳在移动荷载作用下的优化设计和振动控制研究提供了理论参考。
- 丁兰朱宏平尹涛
- 关键词：波传播移动荷载
- 弹性地基上随机失谐周期加固管的波动局部化特性研究被引量：6
- 2015年
- 基于弹性地基上均匀管梁的横向波动微分方程,推导了周期加固管中各胞元的动态刚度矩阵,进而利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵。将随机失谐参数引入到周期加固管中,根据Wolf算法,采用局部化因子计算了结构参数对弯曲波动局部化特性的影响。通过对周期加固管的一系列算例分析表明,弹性地基上的均匀管路存在一个临界频率,当波动频率小于该临界频率时,弯曲波的传播始终是衰减的。弹性地基可以抑制弯曲波动在特定频率范围内的传播。同时,几何尺寸变化和随机失谐对周期加固管路的频带特性和局部化程度影响不同,可以调整结构的尺寸或选择不同的变异系数来改变结构的波传播特性。最后,采用有限元模拟验证了所提出周期加固管波传播模型的正确性。
- 丁兰朱宏平吴巧云
- 关键词：波传播弹性地基
- 移动荷载下黏弹性地基梁临界速度及瞬态响应被引量：3
- 2014年
- 将轨道结构简化为黏弹性地基上的无限长铁摩辛柯梁,在随荷载移动的动态坐标系下建立梁的垂向振动微分方程,推导特征方程的4个弯曲波动波数.利用波传播理论,将求解简谐荷载匀速移动下梁的临界速度问题转换为波数虚部的分析,避免了求解复杂的动态刚度矩阵.运用得到的解析表达式分析了梁在不同速度和激振频率下的瞬态反应.分析表明:弹性地基上的轨道结构存在临界速度,其大小和个数取决于地基的刚度和荷载激振频率;当荷载速度小于最小临界速度时,振动仅局限在移动荷载附近,且随着荷载速度的增加,结构的垂向变形增加;当荷载速度接近非零最小临界速度时,轨道结构发生强振动;当荷载速度大于最小临界速度时,振动可以沿着结构发生传播.瞬态分析结果验证了波数分析的正确性.
- 丁兰朱宏平
- 关键词：移动荷载瞬态响应波传播
- 失谐周期盾构隧道结构的弯曲波动局部化被引量：5
- 2015年
- 针对随机失谐周期接头盾构隧道结构的波动局部化特性进行了研究。将盾构隧道模拟为弹性地基上通过环间接头连接的周期管梁模型,基于弹性地基上均匀管梁的横向波动微分方程及接头的平衡方程,推导了结构中各胞元的动态刚度矩阵,进而利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵。将随机失谐参数引入到周期结构中,根据Wolf算法,采用局部化因子计算了不同控制参数对弯曲波动局部化特性的影响。通过对失谐周期隧道的一系列算例分析表明,弹性地基上的均匀隧道存在一个临界频率,当波动频率小于该临界频率时,弯曲波的传播始终是衰减的。同时,弹性地基作用使得周期隧道弯曲振动波的禁带频率有所提高。失谐周期隧道将出现波动局部化现象。随着失谐程度的增加,结构的波动局部化程度增强。对于同一失谐程度,波动局部化现象在高频段更为显著。进一步,采用有限元方法验证了所提出周期盾构隧道模型的正确性。
- 尹涛丁兰朱宏平
- 基于信息熵与谱有限元法的传感器优化布置被引量：6
- 2016年
- 为从测量数据中获得尽可能多信息,减少待识别模型参数的不确定性,提出面向结构模型参数识别的传感器优化布置方法。为避免用静态形函数传统有限元方法建模对结构动力特性及传感器优化布置影响,采用高精确动力学法即谱有限元法对结构进行动力学建模。以结构模型参数识别结果的不确定性最小作为传感器优化布置准则,该不确定性程度通过信息熵标量指标量化,用贝叶斯统计系统识别法进行识别。采用整数编码遗传算法在所有可能的传感器配置组合中极小化信息熵指标,获得给定数目的传感器最优布置位置。通过弹性地基带弹性接头的周期管梁模型数值仿真及模型试验验证所提方法。
- 张加培尹涛朱宏平丁兰
- 关键词：结构健康监测传感器优化布置信息熵遗传算法
- 基于有限元法的周期压电智能梁滤波特性分析
- 2014年
- 周期结构具有通频和禁频特性,使其在动态载荷的滤波器、具有主动控制功能的结构研究中得到了重要应用。基于Timoshenko梁理论,考虑基梁和压电片的转动惯量和剪切效应,采用有限元法和传递矩阵法推导了波在周期性地粘贴压电片的Timoshenko梁中的传播模型,分析了几何尺寸和材料特性对其频带性质的影响,并与Bernoulli-Euler梁理论得到的结果进行了对比。研究表明,当基梁与压电层厚度比达到40时,禁带带宽减小了54%,因此对于周期结构中的深梁,应舍弃Bernoulli-Euler梁理论而采用Timoshenko梁理论建立的模型;对于不同尺寸和材料特性的压电周期结构,频带性质会有很大不同,可以通过调整结构的参数来改变其频带性质,从而改变波动在结构中的传播特性。
- 丁兰朱宏平
- 关键词：滤波特性有限元法传递矩阵
