考虑平移-扭转耦合结构多模态静力弹塑性分析方法模态选取的研究

由于存在平移一扭转耦合作用,结构的非主振方向的振型对地震响应量也有贡献,和非耦合结构中模态贡献一般随着频率的增加而减小不同,对不同的响应分量有可能高阶模态的贡献要大于低阶模态的贡献,这就造成了采用振型参与系数比或有效质量参与系数比判断结构模态的选取不能保证结构全部地震响应分量的计算精度,这在算例中也得到了证实．为了更好的控制模态选取,定义了振型参数＂λji＂,提出采用振型参数和振型参与系数比这两个参数共同控制结构模态的选取．通过变换影响模态响应对总响应贡献大小的四个因素,即周期比、基本周期、偏心率和地面运动,按正交设计法设计了16个计算模型,采用MATLAB计算软件编程对平一扭耦合结构的动力时程分析进行了精确计算,计算结果表明振型参数和各个模态的各个响应分量的相对大小有很强的相关性,从而采用振型参数可控制振型每一个响应分量的误差,振型参与系数比可控制某一振型整体对结构响应的贡献大小,通过这两个参数可更好的控制模态选取,特别是对于复杂高层结构的意义更为明显．     

不对称连体双塔楼结构的动力分析

根据一不对称连体双塔楼实际工程建立了考虑楼板面内弹性变形的高精度有限元空间质点系计算模型，进行了采用BlockLanczos求解技术的模态分析和单点加速度响应谱分析，通过对有连体双塔楼结构和相应的无连体双塔楼、单塔楼的自振周期、振型、模态系数、有效质量等的比较，表明连体增强了结构的整体性，使各阶模态中既有两单塔楼各自的模态成分，也有连体、裙房对整体结构的贡献，在计算地震作用效应时所选用的振型数可比无连体的双塔楼选用的振型数少；同时连体也增大了结构刚度沿竖向分布的不均性，使两单塔楼在连体的交界处振动变形的变化率较大，出现大的内力，结构的不对称性会使扭转振型的出现提前，加大了各阶模态中扭转振动的成分，使振型更为复杂。     

CNP1000安全壳1：10模型的模态分析

对CNP1000安全壳1：10模型进行了在力锤激励下的试验模态分析，并采用ANSYS软件对结构进行有限元计算模态分析，实测结果与有限元计算结果吻合较好。结构前3阶振型分别为两个正交水平方向的平动和扭转振动，4-9阶振型为筒体局部振动。研究结果有助于认识安全壳结构的动力特性。     

高耸电视塔结构的抗震计算新方法

基于随机振动的复模态理论，提出了三维非平稳地震作用下，高耸电视塔结构抗震计算的一种新方法。该方法解决了反应谱法在该类结构的抗振计算中存在的问题，具有高的计算精度并对洛阳电视塔进行了计算，其结果充分反了结构高阶振型对结构随机内力的影响。     

单层球面网壳风振分析的多模态效应

为研究网壳结构风振响应的主要贡献模态分布规律及模态耦合效应,有利于提高结构风振响应的计算效率,利用Ritz-POD法,综合考虑各结构振型自身参振能力的强弱及其与脉动风压空间分布模式之间的关系来识别单层球面网壳风振的主要贡献模态;利用模态广义位移协方差矩阵的特性分析其模态耦合效应.结果表明,单层球面网壳存在高阶主要贡献模态,该高阶振型通常处于结构自振频率发生突变的位置;网壳结构的风振响应以模态自相关为主,模态耦合效应相对较弱,对结构动力响应的影响大致为10%.     

CNP1000安全壳1∶10模型的模态分析

对CNP1000安全壳1:10模型进行了在力锤激励下的试验模态分析,并采用ANSYS软件对结构进行有限元计算模态分析,实测结果与有限元计算结果吻合较好。结构前3阶振型分别为两个正交水平方向的平动和扭转振动,4~9阶振型为筒体局部振动。研究结果有助于认识安全壳结构的动力特性。     

高耸结构振动稳定性分析

阐明了发生驰振的机理，对高耸结构的驰振进行理论分析，导出了驰振的运动微分方程，并结合我国规范，推导了更适用于高耸结构而且可考虑其它振型的驰振临界风速计算公式，并配有算例。     

大跨斜拉桥模态测试与分析

首先介绍了利用环境随机振动法间接识别柔性结构模态参数的方法，并通过移动测点法对一斜拉桥现场测试结果进行了分析，分析得到移动测点法进行桥梁等大型结构的模态试验能得到较理想的结果，而且节约试验成本。通过建立三维有限单元模型，得到了该桥自振频率和振型的理论值。脉动实验测得的结构自振频率和振型与用三维有限单元模型得到的理论值的对比发现利用有限元对全桥进行模态分析，绝大部分模态吻合得较好。     

基于独立成分分析的结构模态参数识别

结构模态参数,包括模态振型、模态频率和模态阻尼,是结构健康监测与结构状态评估的前提.通过采用独立成分分析(Independent Component Analysis,ICA)技术将结构的响应信号分解为若干个相互独立的表征各阶特性的分离信号,进而采用单自由度系统参数识别技术对分离信号进行识别,从而完成对结构的模态振型、模态频率和模态阻尼的识别.最后,采用一三层框架模型作为数值算例对该方法进行验证.结果表明,ICA技术可以有效地识别结构模态参数.     

电动振动台附加台面的结构分析及其优化设计

以某一电动振动台附加台面为研究对象,利用有限元分析法对利用Pro/E初步设计的结构进行前20阶模态的固有频率及其振型分析.结合模态分析理论,对附加台面进行结构优化设计,并对优化设计后的附加台面进行模态分析及谐响应分析,得出其第1阶轴向固有频率和振型,结果与实验模态分析数据一致,验证了建模与分析的正确性与合理性,为整个台面设计及后续的动力学研究提供理论依据.     

基于振型分解反应谱法的大跨空间结构抗震设计研究

定义了广义振型参与质量来表征大跨空间结构各阶振型振动的主导方向,并通过控制广义振型参与质量之和占结构总质量的百分比来确定大跨空间结构振型分解反应谱法中参与组合的合理振型数.结合北京2008奥运会老山自行车馆屋盖网壳结构的抗震设计,验证了采用该方法确定的振型数目参与组合能够确保地震反应的精度.     

风电机组混合型塔筒静强度分析与模态分析

为了分析新型风电机组塔筒结构的静强度性能和低阶模态频率特性,分别对传统型、加筋型和混合型三种结构塔筒进行有限元建模,对比分析三种塔筒的静强度性能和低阶模态频率.仿真结果表明,混合型塔筒等效应力极值和刚度较传统型塔筒有所增加,低阶模态频率较其他两种类型塔筒有所提高.混合型塔筒在壁厚和材料的约束下具有更好的刚度,其结构使得刚性设计转速有所提高,有利于塔筒刚性模态设计.     

河南艺术中心标志塔TMD地震控制

以安装风振控制TMD的某标志塔为原型,研究了TMD系统地震响应控制效果.根据塔的自振特性考虑无TMD、1TMD、2TMD和3TMD四种TMD安装方案.首先从塔的SAP2000三维模型中抽取X方向的二维串联模型并按此分析和计算了安装不同方案TMD前后标志塔各模态传递函数,研究不同TMD方案对结构各阶模态响应的影响;另外文中选用31条地震加速度记录进行数值模拟,研究不同TMD方案的地震控制效果.计算结果表明,低阶模态TMD对高阶模态的振动没有控制效果,采用一个TMD进行风振控制的结构,在遭遇高频含量丰富的地震加速度时程时,需要增加控制高阶模态的TMD,以提高其对地震响应的控制效果.     

不规则高层钢结构体系的地震反应分析

本文利用SAP2000软件对某综合办公大楼高层钢结构进行模态分析以及多遇地震下的反应谱分析和弹性时程分析,得到了结构的结构的前12阶自振周期和质量参与系数以及基本动力特性及抗震性能,说明结构布置能提供一定的抗扭刚度,保持良好的变形。全球由于地震造成的损失不计其数,而且随着城市人口密度不断加大,强震带来的损害将更为严重。因此,对不规则高层钢结构的地震响研究是很有必要的。     

脱硫排烟一体式钢塔TMD减振效果分析

发电厂中新型脱硫排烟一体式钢塔属于复杂的高耸薄壁结构,由于顶部截面突然变细,风荷载作用下极易产生较大振动,为了减小风致振动,提出了适用于脱硫排烟一体式钢塔的调谐质量阻尼器（tuned mass damper, TMD）减振方案.基于流固耦合理论,建立了结构场与流场计算模型,成功利用数值风洞方法计算了有无TMD结构的风振响应,并通过现场风振监测对数值方法的可靠性进行了验证.结果表明,该脱硫排烟一体式钢塔振型以局部或整体的平动、转动、屈曲与扭转为主,通过在塔体顶部设置TMD,位移动力响应最大值降低41%,均方根值降低75%.频谱分析表明,结构安装TMD后部分低频振型被激起,同时主频率对应的动力响应大大降低,TMD对于该脱硫排烟一体式钢塔可以起到较好的减振效果,为类似高耸薄壁结构的风振控制提供了参考.     

高柔悬臂结构损伤识别的约束柔度法

为了识别高柔悬臂结构的损伤位置和损伤程度,提出损伤识别约束柔度法。推导出等效抗弯刚度分别与柔度矩阵各元素和与任一阶模态参数的关系等式,基于任一阶模态参数,将高柔悬臂结构简化为弯曲型集中质量模型,分析基于弯曲型集中质量模型的损伤识别柔度法的病态性,引入约束条件,建立低病态性的方程组,通过解方程组识别损伤。数值算例表明,所提方法识别效果较好,明显改善了损伤识别柔度法的病态性。     

风力发电机锥筒型塔架的模态分析

应用SAP2000有限元分析软件对某定型风力发电机组塔架建模并进行模态分析,研究了有无门洞两种塔架的固有频率及其与风轮转动频率的关系,通过对塔架固有频率影响因素的探讨,得到了一些基础性结论.分析表明：塔架的固有频率每两阶基本相等;门洞对塔架固有频率的影响很小;塔架一阶固有频率与机头质量基本呈线性关系递减;能否引起塔架与风轮激励的共振主要取决于塔架的低阶频率.研究成果可为风力发电机锥筒型塔架的设计提供参考.     

8 MW风机塔筒振动响应分析

为获取8 MW风机塔筒的振动响应特性,建立了塔筒的有限元分析模型,对塔筒开展了模态分析、谐响应分析和瞬态响应分析。模态分析结果表明,塔筒的前四阶模态振型均为弯曲振动,风机工作在额定转速时,塔筒不会发生共振。谐响应分析结果表明,当载荷频率为0～2 Hz时,塔筒频域响应曲线存在2个共振频率,分别对应塔筒的第一阶模态频率、第三阶模态频率;塔筒发生三阶共振时,塔筒顶部Z向的位移超过4.5 m,已处于非安全工作状态,在工作中要避免出现。瞬态响应分析结果表明,在允许的工作风速范围内,塔筒的最大位移和最大应力变化不明显;在极限载荷工况下,塔筒的最大位移和最大应力显著增加,塔筒不会发生强度失效。     

大跨越输电塔的模态分析

以长江三江口大跨越工程为背景,利用ANSYS有限元分析软件对大跨越输电塔进行了模态分析,并得到单塔的模态振型和固有频率.