Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tłumienie drgań konstrukcji poddanej obciążeniu dynamicznemu

Podwórna Monika, Grosel Jacek

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 11

112--115

PL

W artykule opisano analizę belki obciążonej dynamicznie jako modelu zabytkowej konstrukcji mostowej, w której zastosowano tłumik drgań zmniejszający wytężenie konstrukcji przez redukcję drgań belki mostowej, które są wywołane działaniem stochastycznego strumienia sił poruszających się ze stałą prędkością. Wartość każdej z sił oraz czas między ich działaniem są traktowane jako zmienne losowe. Rozważono kilka kryteriów optymalizacji ugięcia belki mostowej z zamontowanym absorberem o różnych parametrach.

EN

This paper describes an example of a historic bridge structure in which a vibration damper is used to reduce the strain on the structure by reducing the vibrations of the bridge beam, which are caused by the action of a stochastic stream of forces moving at a constant speed, where each force and the times between arrival of the forces are treated as random variables. Several optimisation criteria were considered, based on measures of the variability of the random deflection of a bridge beam with an absorber installed with different parameters.

2

Inertial position determination under vibration

Avrutov Vadym, Lakoza Serhii, Ryzhkov Lev, Sapegin Oleksandr

Vibrations in Physical Systems

|

2020

|

Vol. 31, nr 2

art. no. 2020201

EN

The main purpose of navigation systems is a position determination different moving objects. For standard inertial navigation systems algorithm, the initial position data are required. Normally these data may be determined by astronomical techniques or satellite and radio navigation systems. However, astronomical techniques depend on climate conditions and satellite and radio systems can be disturbed by electromagnetic countermeasures. It is proposed to use an Inertial Measurement Unit (IMU) and a navigation computer for autonomous determination of an initial position. IMU should be composed of three accelerometers, three gyroscopes and a signal processing circuit. The method proposed the latitude determination uses projections of the Earth’s rate measured by orthogonal IMU gyroscopes and projections of the gravity acceleration measured by orthogonal IMU accelerometers. Experimental tests of the IMU with a ring laser gyros triad and precision pendulum accelerometers confirmed the efficiency of the method on a fixed base. The behavior of the latitude determination under vibration is researched. The latitude determination under vibration was considered analytically by Power Spectral Density theory. It was estimated a variance of the latitude under the broad-band vibration. The method operability under harmonic and random vibration of the base at the real time is considered.

3

Losowe zmiany sztywności podsypki w analizie drgań zespolonego mostu kolejowego

Bryja D., Hołubowski R.

Przegląd Komunikacyjny

|

2013

|

Nr 12

30--35

PL

W pracy przedstawiono efektywną metodę analizy probabilistycznej drgań belkowych mostów kolejowych z nawierzchnią podsypkową o losowo zmiennej sztywności. Zmiany sztywności podsypki, zachodzące na długości toru kolejowego, potraktowano jako stacjonarny gaussowski proces losowy zależny od zmiennej przestrzennej mierzonej wzdłuż osi toru. Charakterystyki probabilistyczne drgań wyznaczono wykorzystując symulacyjną metodę Monte Carlo. Przedstawiono wyniki analiz numerycznych w zakresie przemieszczeń i przyspieszeń drgań zespolonego dźwigara mostowego i toru kolejowego, wzbudzonych przejazdem pociągu typu Shinkansen. Zbadano wpływ losowych zmian sztywności warstwy podsypki tłuczniowej i ich korelacji na niestacjonarną odpowiedź dynamiczną układu: dźwigar mostowy – nawierzchnia kolejowa. W analizie uwzględniono trzy typy funkcji korelacyjnej, w tym funkcję eksponencjalnie zanikającą – z pulsacją harmoniczną i bez pulsacji, oraz funkcję typu "biały szum".

EN

The paper presents an efficient method of probabilistic vibration analysis, dedicated for railway bridges with ballasted track characterized by randomly fluctuating stiffness of the ballast. Stiffness fluctuations, appearing along the track, are considered as stationary gaussian process which is dependent on spatial variable measured along track axis. Probabilistic vibration characteristics are obtained by using Monte Carlo method, where numerical simulations are performed for dynamic displacements and accelerations of composite steel-concrete bridge under running train of the Shinkansen type. Time histories of expected values and standard deviations are presented and discussed in order to evaluate the effect of ballast stiffness fluctuations and their correlation on non-stationary dynamic response of the bridge girder and rails. Three types of the correlation function are examined, including exponentially vanishing function – with or without harmonic pulsation, and “white-noise” process.

4

Analiza korelacyjna drgań losowych mostu wantowego obciążonego porywistym wiatrem

Bryja D., Woszczyna A., Prokopowicz D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2008

|

z. 74 [258]

17-24

EN

The paper concerns stochastic analysis of cable-stayed bridge response due to the dynamic action of gusty wind. Non-stationary wind model with time dependent periodic mean speed is presented for investigating the buffeting bridge response amplified in resonant regime. Equation of motion is formulated by substructure technique. Buffeting forces are derived under the assumption that their span-wise correlation is the same as that of incoming wind fluctuations. The bridge response is obtained neglecting structure nonlinearities, as a sum of component responses due to buffeting forces acting on scattered deck sections. Mean junction and variance of bridge response are obtained. Two approximate formulas of variance are derived by using two mathematical models of wind turbulence correlations. The outline of numerical application is presented.

5

Deterministyczne i stochastyczne metody analizy drgań mostów wiszących

Bryja D.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2005

|

Vol. 52, nr 21

238-238

PL

W rozprawie sformułowano uściśloną teorię przestrzennych nieliniowych drgań wieloprzęsłowych mostów wiszących, prowadzącą do uogólnienia wcześniej stosowanych, ciągłych modeli obliczeniowych. Przedstawiona teoria uwzględnia specyficzne cechy drgań mostów wiszących i może być stosowana do analizy zagadnień dynamiki nowoczesnych mostów wiszących o typowych schematach konstrukcyjnych, z dźwigarami usztywniającymi typu komorowego. Na podstawie sformułowanej teorii opracowano efektywny algorytm analizy drgań deterministycznych, dostosowany do potrzeb stochastycznej analizy drgań wymuszonych ruchem drogowym i działaniem wiatru. Omówiono przykład zastosowania algorytmu do analizy zagadnienia własnego oraz analizy dynamicznych i statycznych funkcji wpływu naciągów cięgien i przemieszczeń w wybranych przekrojach przykładowego mostu. Wyniki badań numerycznych wykazały zasadność uściśleń modelu obliczeniowego konstrukcji, wynikających z uwzględnienia poziomych przemieszczeń cięgien. Szczególną uwagę zwrócono na zagadnienie doboru modelu tłumienia. Opisano specyficzne cechy tłumienia drgań w mostach wiszących i dokonano analizy numerycznej rozwiązań problemu drgań rezonansowych, przy wymuszeniu okresową serią ruchomych sił skupionych, z zastosowaniem kilku wariantów opisu tłumienia w równaniach ruchu konstrukcji. W drugiej części rozprawy przedstawiono metody analizy drgań stochastycznych. Sformułowano dwie, całkowicie odmienne metody wyznaczania charakterystyk momentowych drgań losowych, spowodowanych ruchem drogowym. Pierwsza z nich jest przykładem podejścia analitycznego i dotyczy drgań liniowych. W drugiej metodzie, przeznaczonej do analizy drgań nieliniowych, zastosowano podejście symulacyjne z wykorzystaniem zasad symulacji zjawisk losowych w ujęciu metod typu Monte Carlo. Za pomocą metody symulacyjnej przeprowadzono analizę efektów nieliniowych oraz oceniono wpływ inercji i resorowania pojazdów na charakterystyki drgań przykładowego mostu. W sformułowaniu metody analitycznej wykorzystano teorię procesów Poissona i dynamiczne funkcje wpływu odpowiedzi mostu. Na podstawie analiz funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa zbadano możliwość aproksymowania efektów obciążenia ruchem drogowym w stanie ustalonym, przez stacjonarne procesy gaussowskie. Przedstawiono metody badania niezawodności mostów wiszących, w sensie pierwszego przekroczenia poziomu granicznego i w aspekcie zmęczenia materiału. Rozważania skoncentrowano na problemie wyboru sposobu modelowania procesów opisujących w zagadnieniu niezawodności stacjonarne drgania konstrukcji w stanie ustalonym. W ostatniej części rozprawy przedstawiono oryginalne, probabilistyczne ujęcie problemu drgań spowodowanych turbulentnym przepływem wiatru. Sformułowano stochastyczny, niestacjonarny model porywistego wiatru i odpowiadające mu formuły obciążeń aerodynamicznych mostu. Wyprowadzono rozwiązania problemu drgań losowych w zakresie teorii korelacyjnej, korzystając z aparatu matematycznego procesów stochastycznych. Pole ciśnienia wiatru podzielono na segmenty wzdłuż rozpiętości mostu, dzięki czemu uzyskano możliwość uwzględnienia przestrzennej korelacji procesów opisujących turbulencje. Przedstawiony w rozprawie zbiór metod i algorytmów, przeznaczonych do analizy drgań mostów wiszących wzbudzanych dynamicznym oddziaływaniem ruchu drogowego i działaniem wiatru, charakteryzuje się jednolitością podejścia w dziedzinie czasu, co stwarza dobre podstawy do łącznej analizy drgań, spowodowanych równoczesnym działaniem obu wymienionych obciążeń.

EN

A qualified theory of spatial nonlinear vibrations of multi-span suspension bridges is formulated. Qualifying the theory leads to the generalization of earlier computational models. The theory presented respects the specific features of suspension bridge vibrations and it can be applied to dynamic analysis of modern suspension bridges of typical structure systems with a multi-box stiffening girder. Based on such theory an efficient algorithm for deterministic vibration analysis has been worked out with respect to requirements for stochastic analysis of vibrations excited by the highway traffic and wind action. The algorithm has been applied to an eigenproblem analysis and to an analysis of the dynamic and static influence functions of cable tensions and displacements in selected cross-sections of a hypothetical bridge. The results of numerical investigation have justified the qualification of the theory by taking the horizontal cable displacements into account. Particular attention has been paid to the problem of appropriate damping model selection. The suspension bridge damping features have been described and the numerical solutions for the resonant vibrations corresponding to an excitation by the periodic series of concentrated moving forces have been analyzed for a few damping descriptions in the equations of motion of the bridge. In the second part of the dissertation methods of stochastic vibration analysis are formulated. Two entirely different methods for determination of the moment characteristics of random vibrations caused by highway traffic have been presented. The first one is the case of an analytical approach and relates to linear vibrations. In the second method meant for nonlinear vibrations the simulation approach is applied with Monte Carlo principles for simulation of random events being used. By means of the simulation method, the nonlinear effects have been analyzed and the influence of a vehicle springing and vehicle inertia forces on vibration characteristics of hypothetical bridge have been evaluated. When formulating the analytical method the theory of stochastic Poisson process and dynamic influence functions of bridge response have been adopted. On the basis of the probability density function analysis the possibility of modeling the traffic load effects by a stationary Gaussian process has been examined. The suspension bridge reliability with respect to the material fatigue and the first crossing of boundary level is also considered. Considerations are focused on the question of how the stochastic processes describing the bridge vibrations in a steady-state should be idealized in reliability problem. In the last part of the dissertation the problem of vibrations excited by a gusty wind is investigated in the probabilistic approach. A stochastic nonstationary model of gusty wind and corresponding formulae for aerodynamic loads have been formulated. Solutions of the random vibration problem have been obtained in the range of correlation theory using the mathematical tools of stochastic processes. The wind field has been divided into many sections along the bridge span in order to take the spatial correlation between wind turbulences into consideration. The methods and algorithms presented meant for the dynamic analysis of a suspension bridge under highway traffic and gusty wind are characterized by the uniformity and similarity of approach as regards the time domain, so they can be a good basis for the total analysis of vibrations caused by simultaneous action of the two aforementioned loadings.