地震中室内浮放设备的浑沌响应

在地震中，象计算机一类的浮放设备可能发生滑动、摇晃或倾覆而造成损失。本文将浮放设备简化为刚性块体，并把放置设备的基础视为刚性的，研究了在谐振基础上块体的摇晃、倾覆响应，发现在摇晃运动中，存在周期、准周期和浑沌三种类型，揭示了系统对初始条件变化十分敏感的内在本质     

浮放物的地震响应及防倾覆措施研究

在地震作用下，像计算机、重要仪器和文物等浮放物可能发生滑动、摇晃或倾覆而造成损失。将这类浮放物简化为刚性块体，并把放置这些物体的基础（地面、楼板或台面）视为刚性平面。研究了块体在静止基础上的自由摇晃和在运动基础上的强迫摇晃两种运动的特性。用弹簧将块体锚接在基础上，作为防倾覆措施。计算表明，用很小弹性系数的弹簧，就可起到好的防护作用。     

基于单自由度参数激励模型的车辆随机振动分析

包装件振动可靠性的分析和优化需要构建高效准确的车辆随机振动载荷分析模型.该研究将车辆建模为单自由度参数激励系统,分析车辆在平稳载荷下的加速度响应.基于Mathieu方程分析车辆动态响应特性,结果表明,车辆响应中出现少量的大幅振动响应的原因是参数激励系统中随机过程β(t)的波动引起了系统的失稳.分别构建车辆在稳态、失稳和...     

并列式三卷筒船用绞车冲击特性

为提高船用绞车抗冲击性能及为今后船用绞车设计提供参考,参照标准GJB1060制定船用绞车冲击环境,并利用ANSYS有限元软件对绞车冲击特性进行研究,对绞车在垂向、横向和纵向三个方向冲击载荷作用下加速度与应力响应进行分析,得到船用绞车整体在垂向、横向和纵向的最大应力响应比值以及最大应力值出现位置,概括绞车上六个电机在不同载荷作用下加速度响应特性,并对提升绞车抗冲击特性进行简单优化。     

弹性安装齿轮箱抗冲击特性时域计算分析

以某型舰用弹性安装齿轮箱为研究对象,借助于ABAQUS软件建立弹性安装齿轮箱有限元模型,参考联邦德国国防军舰船建造规范BV0430/1985标准确定弹性安装齿轮箱的等效冲击载荷谱,并将等效的双三角波加速度冲击载荷加载到有限元模型中,应用有限元分析方法分别对有、无限位设计的弹性安装齿轮箱在冲击载荷作用下的时域响应特性进行数值仿真计算,计算得出弹性安装齿轮箱在冲击载荷作用下的加速度、速度和位移响应时域曲线,进一步分析得出限位设计对弹性安装齿轮箱抗冲击性能的影响,对弹性安装齿轮箱的抗冲击结构设计具有一定的指导意义。     

浮放花瓶动力反应机理与振动台试验研究

浮放非结构构件在地震作用下遭到破坏的案例时常发生。浮放花瓶是一种常见的馆藏文物及装饰摆件,在动力作用下,浮放花瓶理论的基础运动模式有4种,即相对静止、相对滑移、摇摆、摇摆伴随滑移。这四种运动模式的产生与浮放非结构构件自身属性(高宽比、重心位置等)、接触面摩擦系数以及地震动特性(波形峰值、频率等)等因素密切相关。该文针对浮放在大理石地面的花瓶,采用慢速推拉的方法测得了花瓶底部与大理石表面间的摩擦系数。选取了4条具有代表意义的波形,即2条天然波和2条人工波开展振动台试验。试验结果表明:花瓶的运动模式与输入加速度峰值和接触面摩擦系数有密切的关系,加速度峰值越高,地震反应越大;并且,在人工波作用下花瓶的地震反应比El Centro波作用下的大。从试验中注意到,花瓶运动时重心处加速度与重力加速度的比值和动摩擦系数相等,试验结果与理论分析结果基本吻合。     

典型接合面冲击动态响应

舰艇设备中存在着大量的接合面,其在冲击载荷作用下的动力学传递特性是设备响应计算的关键。本文通过试验和数值计算方法对一具有典型接合面的模拟设备在冲击载荷作用下的动响应进行了研究,并对接合面在冲击载荷作用下的动力学特征、冲击载荷沿接合面的传递规律等进行了探讨,研究表明接合面刚度在冲击响应过程中呈非线舰艇设备中存在着大量的接合面,其在冲击载荷作用下的动力学传递特性是设备响应计算的关键。通过试验和数值计算方法对一具有典型接合面的模拟设备在冲击载荷作用下的动响应进行研究,并对接合面在冲击载荷作用下的动力学特征、冲击载荷沿接合面的传递规律等进行探讨,研究表明接合面刚度在冲击响应过程中呈非线性变化,接合面对加速度分布有较大影响,通过试验结果与数值计算结果的对比可知,所采用的接合面数值计算方法具有工程实用精度。性变化,接合面对加速度分布有较大影响,通过试验结果与数值计算结果的对比可知,本文所采用的接合面数值计算方法具有工程实用精度。     

脉冲型地震作用下自由摇摆墩的反应特性研究EI北大核心CSCD

鉴于摇摆构件可将地震损伤控制在接触面附近,并具有较好的自复位能力,具备摇摆特性的构件在减隔震研究中日渐受到研究者的重视。为研究在不同形式脉冲激励下自由摇摆墩柱的响应,基于简单激励模型对摇摆墩的反应进行分析,确定了影响摇摆响应的关键参数。结果表明:简单正弦激励幅值增大时,自由摇摆墩更易倾覆;正反Ricker激励作用时,随着尺寸-频率参数的逐渐增大,无量纲加速度也逐渐增大;反对称Ricker激励时,摇摆谱会有较大角度的翻转,即摇摆初期,随幅值增大,可能反而存在激励频率较小的情况。对不同类型地震激励下自由摇摆墩的反应特性进行了分析,统计表明,当高度较大时,墩顶位移峰值与高度关系较小。在此基础上,提出基于“等侧移”摇摆谱的墩设计方法,并给出设计算例,验证所提设计方法的合理性,为摇摆墩设计提供了理论支撑。     

印制电路板在板级跌落冲击的易损度探究

目的研究标准冲击载荷下印制电路板的挠度响应以及各参数对电路板脆值的影响。方法考虑印制电路板在三角脉冲下的跌落冲击,将四边点支的电路板简化成梁的模型。将脉冲激励考虑为内在的位移,建立模型求解电路板的挠度和加速度响应,进而与电路板的本身特性比较,来考虑电路板的可靠性。结果当受到三角脉冲跌落冲击时,板的最大挠度变形和最大加速度都发生在板的中间位置附近,并且发生在中间时刻。结论为电路板在三角形脉冲下跌落冲击提供其可靠性的理论依据。     

运输包装系统随机振动频域分析

为了研究包装件在实际流通环境振动特性下的振动规律,以车辆、包装件构成的六自由度运输包装系统为基础,构建了在以白噪声为输入的路面不平激励下的振动模型,建立了路面不平激励的数学模型、运输车辆以及包装件的动力学模型。借助Matlab/Simulink仿真技术,对运输包装系统随机振动进行了频域分析,得到了内装产品及易损零件随机振动加速度响应的幅值频谱和功率谱密度。仿真结果表明了随机振动强弱程度与频率的关系,全面反映了随机振动规律,为缓冲包装设计提供了理论依据。     

基于典型路况车身加速度提取及其影响因素分析

通过搭建载荷谱测试采集系统,按试验规范采集了4台不同载荷的试验车载荷谱,并准确提取多种强化路面的车身加速度信号。由此在时域内计算各试验车在多种强化路上的加速度均方根,得到强化路与普通路均方根的相对值。根据车轮-车身双质量振动模型分析汽车行驶速度、路面、车身载荷对车身加速度均方根值的影响,结合实际采集数据进行统计分析。结果表明,加速度均方根和相对值受强化路面影响较大,在一定的范围内取值,并与车速约成0.009线性相关,与载荷负相关,随载荷的增加变小,低载时变化不明显,载荷增加趋势明显。这一结论可为汽车性能评价和使用载荷的选取提供依据。     

基于能量分析的唐代殿堂型木构架抗震机理研究

唐代殿堂型木结构遗存在漫长历史进程中抵抗多次地震作用仍屹立不倒,表现出良好抗震性能。由于采用放松约束平摆浮搁柱脚节点及厚重大屋盖,水平地震作用下,木构架会发生反复摇摆抬升,存在能量转化问题,因此有必要通过构架中的能量分析进一步揭示其抗震机理。分析了地震作用下摇摆木构架中的能量平衡关系,建立了典型唐代殿堂型木构架精细化有限元模型并进行动力时程分析,通过木构架中的能量组成及变化规律分析揭示其抗震机理,同时研究了地震作用参数及斗拱-梁架一体化铺作层构造、柱头馒头榫弱连接节点形式、竖向荷载大小等结构参数对木构架中能量的影响。结果表明:地震作用下木构架摇摆变形过程中动能与重力势能及弹性应变能不断转化,并通过阻尼、摩擦及塑性变形耗散能量。由于“大屋盖”储能优势,输入的动能通过转化为重力势能存储于构架中,减轻构件损伤的同时也为其消耗地震能量争取了时间。影响参数分析结果表明:竖向荷载大小和地震波加速度幅值对木构架中能量影响较大,这两个参数值越大,木构架总输入能及阻尼耗能越大。     

受刚体碰撞方管柱考虑局部屈曲时的弹塑性冲击荷载

使用壳单元建立方管柱模型,用数值方法跟踪方管柱受到刚体撞击的全过程,得到不同质量比、不同冲击速度时的弹性和弹塑性冲击荷载,比较了方管模型柱和杆模型柱的冲击荷载结果并进行了分析。结果表明:对于弹性方管模型,当质量比越小、冲击速度越大时,冲击荷载峰值越大;接触时间也越长;局部屈曲亦越明显,造成管模型的冲击荷载峰值比相同参数杆模型的冲击荷载峰值降低也越多,因此管模型的冲击荷载峰值和速度不成线性关系。方管中的双向应力波导致管模型的冲击荷载曲线和只有单向应力波的杆模型的曲线有所不同,后者更光滑一些。对于弹塑性方管模型,和弹塑性杆类似,由于塑性的发展,弹塑性管模型的冲击荷载峰值随冲击速度的提高而增大,但是随速度变化的冲击荷载峰值曲线比弹性模型的平缓很多。由于管模型的局部屈曲效应,其弹塑性冲击荷载总是小于杆模型的冲击荷载。冲击速度越大,质量比越小,弹塑性管模型的冲击荷载峰值越大且接触时间越长。     

A new boundary element formulation for wave load analysis

A new boundary element (BEM) formulation is proposed for wave load analysis of submerged or floating bodies. The presented formulation, through establishing an impedance relation, permits the evaluation of the hydrodynamic coefficients (added mass and damping coefficients) and the coefficients of wave exciting forces systematically in terms of system matrices of BEM without solving any special problem, such as, unit velocity or unit excitation problem. It also eliminates the need for scattering analysis in the evaluation of wave exciting forces. The imaginary and real parts of impedance matrix give, respectively, added mass and damping matrices whose elements describe the fluid resistance against the motion of the body. The formulation is explained through the use of a simple fluid-solid system under wave excitations, which involves a uniform fluid layer containing a solid cylindrical body. In the formulation, the solid body is taken first as deformable, then, it is specialized when it is rigid. The validity of the proposed method is verified by comparing its result with those available in literature for rigid submerged or floating bodies.     

不同花纹轮胎噪声辐射特性

轮胎噪声是交通环境噪声的主要来源之一,也是汽车噪声的主要声源。用虚拟模型预测的方法对滚动轮胎的振动辐射噪声进行预测分析。通过对滚动轮胎施加路面简谐激励,获取滚动轮胎表面加速度响应并作为声学分析的边界条件。采用边界元的方法分析不同花纹形式的滚动轮胎在路面激励下振动辐射噪声特性,结果表明花纹形式直接影响着滚动轮胎振动辐射噪声的大小,胎面花纹质量越小,振动辐射噪声越大,研究结果具有工程应用价值。     

典型民机机身段水上冲击数值模拟方法及其耐撞性研究

为了改善民机在紧急迫降情况下的安全性能,对典型机身段水上冲击数值模拟方法及其冲击特性进行了研究。通过合理的简化建立了机身段有限元模型,对有限元方法(FEM)、任意拉格朗日/欧拉方法(ALE)和光滑粒子方法(SPH)水体模型进行了研究,探讨了水体材料模型对机身段结构动态响应特性的影响。在7 m/s垂向冲击速度下,对比分析了水面和刚性地面情况下的机身段结构的耐撞性能。结果表明ALE方法具有最佳计算精度和计算效率。由于忽略了偏应力,采用空材料得到的机身结构响应与弹性流体和弹塑性水体材料有明显不同。在水上冲击过程中,由于水体耗散了大量冲击动能,因此机身加强框变形较小。机身底部蒙皮结构承受较大的均布载荷,因此蒙皮吸能结构吸收了较多的冲击动能,是最重要的吸能结构之一。相对于刚性地面,水面冲击情况下机身具有更小的加速度过载。在紧急迫降情况下,选择湖泊或者江河等水域作为迫降地点可以减小乘员承受加速度过载。     

波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析

采用多物质ALE （Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法对充气式浮桥进行多工况数值模拟分析,流体区域采用ALE描述,浮桥结构采用Lagrangian描述,并通过罚函数方法实现两者间的耦合作用。首先建立三维充气式浮桥-流体耦合动力学模型,并通过与波浪理论公式和物理模型试验数据对比,验证本文采用的数值造波和流固耦合建模方法的可行性;随后展开初始工况、移动载荷工况、波浪冲击工况下浮桥结构响应的计算和分析。结果表明:随着载重增加,囊体垂向位移和应力随着增加;相比于陆上工况,海上浮囊平衡时垂向位移增加,应力明显减小;波浪冲击中最大铰链接触力和最大囊体应力出现在浮桥两端,最大铰链弯矩出现在中段;随着波高的增加,囊体应力增大。     

基于多体动力学有限元计算的一种舰用柴油机抗冲击性能仿真

抗冲击性是现代舰用柴油机的设计指标之一,仿真分析是柴油机抗冲击研究的重要手段。将各种波形的加速度时域输入载荷转化为冲击谱,发现脉宽为10ms的三角波加速度峰值与冲击谱等加速度线的值相同,建议将该波形作为设备抗冲击对比分析的标准输入载荷。基于ABAQUS6.7软件,建立包含柴油机主干部件的整机多柔体抗冲击分析模型,分别实现了某V6型柴油机在额定工况和停机工况下受冲击的仿真计算。仿真结果表明,柴油机冲击响应特性是非线性的,额定工况下受冲击时应力响应值并非是停机情况下受冲击的应力响应值和额定工况下工作应力的简单叠加。柴油机曲轴、机体、飞轮壳和机脚的冲击强度都需要通过仿真进行校核。     

中型浮动冲击平台结构设计研究

大中型舰载设备的抗冲击考核试验需通过浮动冲击平台进行,而平台的结构形式决定试验能否成功进行。本文对我国尚未起步建设的中型浮动冲击平台进行了结构设计分析。通过非线性双渐近法对平台的响应进行分析,提出了几种浮动冲击平台结构形式,对其强度和冲击环境进行了分析。结果表明：浮动冲击平台的主要响应为刚体运动,外板夹层箱形梁结构形式的平台强度最好,平台内底板提供的冲击环境中谱位移与谱速度与规范较吻合,谱加速度需利用甲板模拟器辅助装置滤波才能与规范较一致。分析成果可为我国用于大中型舰载设备考核的浮动冲击平台建设提供参考。