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实时混合模拟中偶发计算延迟的产生及影响

2021-02-22黄慎江王静峰徐伟杰

东南大学学报(自然科学版) 2021年1期

黄 亮 黄慎江 王静峰 徐伟杰 郭 彤

(1合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥 230009)(2合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室,合肥 230009)(3东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点试验室,南京 211189)

抗震试验是检验土木工程领域新理论、新结构和新材料有效性的重要手段,也为抗震设计提供了重要的实践支撑[1].由Nakashima等[2]提出的实时混合模拟试验是一种在有限空间内进行大尺度动力试验的有效方法.该方法继承了拟动力试验思路,采用子结构交互技术,实现了有限元计算分析和动力加载试验的同步交互耦合,可同时反映整体结构抗震性能和局部构件的变形损伤,是今后土木工程实验的发展方向之一.

实时混合模拟对实验的软硬件设备要求较高.硬件方面更新了高性能计算机、高速信息通讯设备及动态加载控制系统;软件方面开发了新的积分算法和误差修正方法[3].上述技术革新使得该试验方法具有在真实时间尺度内同步计算、同步加载、同步信息交互的能力.

实时混合模拟要求子结构间的信息同步交互.然而,积分计算延迟、数字/模拟信号转换、数据通讯、控制器采样频率和液压作动器动力响应延迟等[4]均会导致子结构间信息交互不同步.其中,积分计算延迟和液压作动器响应延迟分别是导致数值子结构有限元分析和试验子结构动力加载延迟的最主要原因,其余延迟极小,可忽略不计.

积分计算和作动器响应延迟对实时混合模拟试验的影响截然不同.前者会导致试验停顿,破坏试验的连续性;……

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