[發(fā)明專利]橋梁風致行為的非線性特性分析方法、存儲介質(zhì)及服務器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811338530.1
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109614650B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 周銳;楊詠昕;葛耀君;杜彥良
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種橋梁風致行為的非線性特性分析方法，其特征在于，包括步驟：

基于大跨度橋梁的非線性氣動力模型，擬合得到靜風力、自激力、抖振力和渦振力子模型的參數(shù)；

基于諧波合成法和FFT技術(shù)，生成橋址區(qū)的多變量平穩(wěn)風速時程風場數(shù)據(jù)和多變量非平穩(wěn)風速時程風場數(shù)據(jù):

建立大跨度橋梁的三維非線性有限元模型，將非線性氣動力模型和所述多變量平穩(wěn)風速時程風場數(shù)據(jù)以及所述多變量非平穩(wěn)風速時程風場數(shù)據(jù)加載到主梁單元，耦合動力求解獲得不同風場任意風速區(qū)間大跨度橋梁的各種非線性風致行為；

應用位移響應分岔、振動形態(tài)和破壞失效模式分析大跨度橋梁顫抖振和渦振風致振動的非線性動力行為特性；

位移響應分岔模式的建立包括如下步驟：

利用顫抖振和渦振非線性風致振動中主梁的位移時程響應繪出相應的相軌跡圖、龐加萊截面圖、功率譜圖及李雅普諾夫特性指數(shù)，判斷所述非線性風致行為屬于何種分岔或混沌現(xiàn)象；

利用主梁側(cè)向位移、豎向位移和扭轉(zhuǎn)位移時程響應，畫出對應的相軌跡圖；如果在極限環(huán)附近起始于極限環(huán)外部或內(nèi)部的相軌跡均收斂于極限環(huán)，則該極限環(huán)稱為穩(wěn)定極限環(huán)；所述的相軌跡圖中，如果極限環(huán)附近的相軌跡都從極限環(huán)附近發(fā)散出去，則極限環(huán)稱為不穩(wěn)定極限環(huán)；所述的相軌跡圖中，如果起始于極限環(huán)外部各點的相軌跡從極限環(huán)發(fā)散出去而起始于極限環(huán)內(nèi)部各點的相軌跡卻收斂于極限環(huán)，或相反，則極限環(huán)為半穩(wěn)定極限環(huán)；

利用主梁側(cè)向位移、豎向位移和扭轉(zhuǎn)位移時程響應，畫出對應的龐加萊截面圖；當所述龐加萊截面圖上有且只有一個不動點或少數(shù)離散點時，系統(tǒng)是周期運動狀態(tài)；如果所述龐加萊截面圖映射有兩個不動點，則系統(tǒng)處于二倍周期運動狀態(tài)；如果所述龐加萊截面圖映射有四個不動點，則系統(tǒng)處于四倍周期運動狀態(tài)；當所述龐加萊截面圖上是一封閉曲線時，系統(tǒng)是準周期運動狀態(tài)；當所述龐加萊截面圖上是一些成片的具有層次結(jié)構(gòu)的密集點時，系統(tǒng)是混沌運動狀態(tài)；

利用所述主梁側(cè)向位移、豎向位移和扭轉(zhuǎn)位移時程響應，畫出對應的功率譜圖；當功率譜離散時，則系統(tǒng)為周期運動狀態(tài)；當所述功率譜為一條條的譜線時，則系統(tǒng)為概周期運動狀態(tài)；當所述功率譜具有一系列無規(guī)律譜峰時，則系統(tǒng)處于混沌運動狀態(tài)；

利用所述主梁側(cè)向位移、豎向位移和扭轉(zhuǎn)位移時程響應，畫出對應的李雅普諾夫特性指數(shù)，并獲取最大李雅普諾夫特性指數(shù)；判斷所述最大李雅普諾夫特性指數(shù)是否為正值，若所述最大李雅普諾夫特性指數(shù)是為正值，則系統(tǒng)處于混沌運動狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁風致行為的非線性特性分析方法，其特征在于，所述的位移時程響應包括側(cè)向位移時程響應、豎向位移時程響應和扭轉(zhuǎn)位移時程響應。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁風致行為的非線性特性分析方法，其特征在于，利用主梁的位移響應畫出對應的最大李雅普諾夫特性指數(shù)的步驟中，采用小數(shù)據(jù)量法進行計算。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁風致行為的非線性特性分析方法，其特征在于，最大李雅普諾夫特性指數(shù)為正值時，則風致振動過程存在混沌現(xiàn)象，且正值越大，混沌特性越明顯，混沌程度越高。

5.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序被一個或多個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)上述權(quán)利要求1-4任意一種橋梁風致行為的非線性特性分析方法的步驟。

6.一種應用服務器，其特征在于，包括至少一個處理器、顯示屏、存儲器以及通信接口和總線，所述處理器、顯示屏、存儲器和通信接口通過總線完成相互間的通信，所述處理器調(diào)用存儲器中的邏輯指令以執(zhí)行上述權(quán)利要求1-4任意一種橋梁風致行為的非線性特性分析方法的步驟。