结构—地基非线性相互作用系统的研究

本文将Ｄｕｎｃａｎ－Ｃｈａｎｇ模型作为地基的本构关系得到基础－地基相互作用中基础转角和弯矩之间的关系，建立了单自由结构－地基非线性相互作用模型。用平均法得到主共振定常解并讨论其稳定性，进而对非线性相互作用体系在干扰力作用下振动特性进行了研究。     

结构—地基相互作用系统主共振及分叉研究

基于Hardin-Drnevich模型,采用非线性有限元得到基础－地基相互作用中基础转角和弯矩之间的关系,建立了单自由度结构－非线性地基相互作用模型。用平均法得到主共振定常解并讨论其稳定性。从分叉图出发讨论了结构－地基相互作用的动力行为,得到了一些有益的结论。     

地基-基础-上部结构的相互作用对爆破振动的影响

简述了地基-基础-上部结构的相互作用,并介绍了一个工程实例.结果表明,基础的振动强度随基础埋深和上部结构重量的增加而减小,FFT主振频率随上部结构重量的增加而略有减小.     

地基阻抗函数对地基土—结构相互作用分析的影响

本文选用八种不同的地基阻抗函数表达方法,研究地基阻抗选取对土－结构动力相互作用效应的影响,并给出选用建议。     

形状不规则基础-地基的动力扭转相互作用

采用薄层元素法和有限单元法,研究了形状不规则基础-地基的扭转动力相互作用.对平面形状为"L"形和"C"形的箱形基础和刚性筏板基础的阻抗函数以及基础输入地动进行了比较分析.结果表明,随着凹进部分尺寸的增大,"L"形基础的扭转阻抗降低,它可以用相同扭转惯性矩的正方形基础进行近似等效;而凹进部分对"C"形基础的影响比较小,在凹进部分不太大且频率不太高的情况可以忽略不计.     

结构-地基动力相互作用的实时耦联动力试验

振动台试验中如何考虑无限地基辐射阻尼是结构动力试验中的一个难题.该文采用实时耦联动力试验(RTDHT)方法,在试验系统的数值子结构中引入地基集总参数模型,将地基的数值模型计算与结构的物理模型试验实时耦联,从而实现了考虑结构-地基动力相互作用(SSI)的结构振动台动力试验.利用该方法,对一个双层结构考虑结构-地基动力相互...     

结构-设备动力相互作用试验研究

根据对6种不同类型的结构-设备组合模型体系在多维地震波作用下的振动台试验研究结果,具体分析了结构-设备组合体系的动力特性、结构与设备的抗震性能、对称结构体系与非对称结构体系的地震反应差别等问题,总结了结构-设备动力相互作用的一般特点。对结构-设备组合体系的抗震设计与进一步理论研究提出了若干建议。     

考虑提离-滑移效应的核电结构-界面-地基相互作用模型研究

强震作用下,核岛公共筏基可能发生的提离-滑移对结构受力影响明显,精细模拟建基面的接触状态并将结构-界面-地基作为整体分析,有助于明确提离-滑移效应对结构地震反应的影响机理。采用罚函数法接触模型模拟筏基-地基间的接触力学行为,等价线性法描述地基土的动力非线性,黏弹性人工边界模拟半无限地基的辐射阻尼条件,建立考虑提离-滑移效应的结构-界面-地基相互作用模型。进而,以AP1000核岛厂房为例,考虑静-动力综合作用,对比筏基-地基绑定简化模型,结构加速度响应峰值及楼层谱的峰值和形状均发生了明显变化,表明强震作用下筏基提离-滑移对抗震安全性造成不利影响,在核电结构抗震设防时应加以考虑。     

无限地基-结构动力相互作用分析的分区递归时域算法研究

基于阻尼抽取法,针对结构-无限地基动力相互作用时域分析提出了一种新的分区递归数值求解算法,包括逐步积分形式的地基作用力计算公式及动力相互作用分析中,基于子结构法的具体数值实现过程.该算法隐式地满足了无限介质辐射条件,可方便地确定地基作用力与交界面位置变位的关系,消除了无限地基动刚度时域算法中的频率相关性及褶积分,此外,时域子结构方式的求解可以方便地考虑结构部分的非线性力学特征.以实例的形式说明了该方法良好的精度与应用的简便性.     

地震作用下水-结构-土动力相互作用分析

该文基于ABAQUS建立了地震作用下水-结构-土系统数值模型,分析了地震动水平和竖向作用时在不同水深条件下水-结构、水-土相互作用对结构、土体和水体响应的影响.结果表明,水平地震动作用下水-土相互作用对系统响应的影响远小于水-结构相互作用,且对水、土、结构响应的影响较小,可忽略不计.竖向地震动作用下水-结构相互作用对系...     

Approximate analytical determination of vibrodiagnostic parameters of a cracked elastic body under subharmonic resonance. Part 2. Strong resonance

Using the approach proposed in Part 1, an approximate calculation of vibration parameters is made for an elastic body with a closing crack, in the region of a strong 1/2-order subharmonic resonance with the lower-harmonic amplitude of free vibration spectrum larger than the main amplitude of forced vibrations. __________ Translated from Problemy Prochnosti, No. 3, pp. 5–16, May–June, 2008.     

土-结构相互作用对储液结构动力反应的影响研究

在对大型工程结构进行地震反应分析时土-结构相互作用通常不可忽略,然而,结构本身巨大的体量及考虑土-结构相互作用后引入的大范围土域模型导致计算规模通常十分庞大,由此引起的计算效率低下问题已成为制约此类结构性能分析的关键因素。该文提出一种新型土-结相互作用分析方法,并基于此实现了大型结构考虑土-结构相互作用的高效地震反应分析,建立不同接触状态下的单元法向和剪切相对位移分解方法;采用三维无厚度Goodman接触面单元格式对土与结构的接触行为进行描述,并通过插值方法对单元非线性变形进行描述,推导出隔离非线性的接触面单元控制方程;在此基础上,建立了大型工程结构考虑土-结构相互作用的整体式计算模型和高效地震反应分析方法。由于该文方法在每次迭代求解过程采用Woodbury公式计算结构响应,其仅需对一个规模极小的局部非线性矩阵进行迭代更新,避免了传统方法所需的结构大规模整体刚度矩阵实时更新分解,因而能够大幅度提高结构地震反应分析效率,数值算例验证了该文方法的有效性及高效性。

     

地基土-两层偏心结构相互作用体系平扭耦联参数分析

为研究地基土－两层偏心结构相互作用体系的地震反应,本文对平扭耦联问题进行了参数分析。利用拉格朗日能量法建立了土－两层偏心结构相互作用体系平扭耦联运动方程,求得频域内解析解,并编制MATLAB程序,确定了影响两层偏心结构平扭耦联的主要参数,详细分析了扭平频率比Ω、偏心率B、偏心楼层位置和地基土特性等参数对相互作用体系弹性地震反应的影响规律,以及对平扭耦联程度的影响状况,得到了一些与刚基上偏心结构平扭耦联反应不同的参数影响规律,为工程计算和设计提供参考。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板的亚谐共振研究

研究机械力作用下金属，陶瓷功能梯度薄板1／3次亚谐共振问题。按照功能梯度薄板的非线性动力学方程，得到金属，陶瓷功能梯度薄板受横向机械力作用的非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法得到系统1／3次亚谐共振近似解并进行数值计算。分析阻尼、激励、几何尺寸等参数对系统1／3次亚谐共振幅频响应曲线的影响。     

考虑扭转耦合的土-结构动力响应的一种简化分析法

提出了一个利用模态分解和傅里叶变换求解不对称结构扭转耦合动力响应的土-结构相互作用分析的实用简化方法，从而不仅使矩阵计算大大简化，计算结果具有较高准确性。数值参数分析表明当地基土为软土，尤其是地基土剪切波波速低于1000m／s时，基础水平位移和摇摆幅度分别随结构质量与基础质量之比和结构高度与回转半径之比的增加而显著增大。对于地基土不是硬土，而且具有一定的高度和刚度偏心距的结构，必须考虑扭转耦合的土一结构动力相互作用的影响。     

球轴承变柔度1/2阶亚谐共振的滞后特性及其分岔机理

滚动轴承变柔度(varying compliance, VC)振动是转子系统不可避免的激励形式,属于轴承-转子动力学领域的基本科学问题。由于Hertzian接触非线性、间隙(轴承游隙)非线性和时变柔度参激非线性的耦合作用,系统具有显著的VC滞后共振特性,影响轴承自身乃至其支承转子系统运动的稳定性和安全性,相关问题得到持续关注。根据非线性振动基本理论,参激系统往往具有丰富的主共振、内共振、超谐、亚谐和组合共振行为。然而,相对于国内外大量有关滚动轴承VC参激主共振的研究,其他共振类型的研究甚少。基于此,该研究将针对球轴承-刚性Jeffcott转子系统VC振动亚谐共振问题展开研究。采用谐波平衡-频时转换(harmonic balance and alternating frequency/time domain, HB-AFT)方法追踪系统的VC周期运动分枝,并结合Floquet理论分析了系统亚谐共振行为的演化机制,发现系统1/2阶亚谐共振同样具有滞后跳跃行为。在此基础上,指出系统1/2阶亚谐运动包含复杂的1∶2和1∶4内共振现象,会引起球轴承不同自由度方向强烈的耦合振动。另外,研究发现在亚...     

土-偏心结构相互作用平扭耦联反应参数分析

建立了一种土一偏心结构相互作用简化模型，研究了考虑土一结构相互作用因素后结构平扭耦联反应。采用拉格朗日能量法推导了结构的运动方程，并结合算例，用振型分解法对结构的平扭耦联反应进行了分析，讨论了扭平频率比、偏心率和土一结构相互作用影响系数对结构平扭耦联反应的影响。计算结果表明，土一偏心结构相互作用体系与刚性地基上结构有明显差别，且随着地基土的变软，这些差别更为明显。     

土,结构相互作用问题的边界元,有限元耦合法

本文简要介绍了土、结构相互作用边界元、有限元耦合法的发展；着重对近年来应用边界元、有限元耦合法解动力相互作用问题的代表性的研究工作做了介绍，对边界元、有限元耦合法的几个问题的进展进行了综合评述，最后提出了作者对几个问题的见解。     

Approximate analytical determination of vibrodiagnostic parameters of a cracked elastic body under subharmonic resonance. Part 1. Weak resonance

The paper discusses an approximate analytical method for the calculation of vibrodiagnostic parameters of an elastic body with a closing crack, which is modeled by an elastic system with a single degree of freedom at a bilinear asymmetric characteristic of the restoring force, in the region of a weak 1/2-order subharmonic resonance. __________ Translated from Problemy Prochnosti, No. 2, pp. 26–40, March–April, 2008.     

无理式系统的主共振分岔分析

研究了一类无理式系统的主共振分岔。该系统为一连杆系统模型,其动力学行为取决于光滑参数 ,当 时,其为正刚度系统;当 时,其为负刚度系统;当 时,其为线性系统。当 逐渐增加时,系统从弱非线性系统变成强非线性系统。研究结果表明,无理式系统的性质和多项式系统的性质是不同的。最后采用奇异性理论分析了共振解的演化过程