水体-结构-地基耦联的拉西瓦拱坝地震响应分析

以拉西瓦拱坝为研究对象,考虑流固耦合效应以及土体-结构相互作用,依据弹性波理论,利用有限元软件ANSYS建立了拉西瓦拱坝结构附加质量模型和流固耦合模型,分别进行拱坝结构模态分析,研究不同流固耦合模式对拱坝动力特性的影响。分别对无质量地基模型与黏弹性边界模型进行地震波输入,进行线弹性地震响应分析,探讨水体-结构-地基耦联系统相互作用的影响规律。结果表明:拉西瓦拱坝结构工作基频为1. 44 Hz,对应振型为反对称形式;同时考虑库水可压缩性和无限地基辐射阻尼两个因素,拱坝地震响应会降低更多;黏弹性边界模型能够考虑辐射阻尼效应,与无质量地基模型相比,应力幅值降低47. 1%。     

库水-重力坝-无限地基系统地震响应分析

为了分析库水以及无限地基辐射阻尼对库水-重力坝-无限地基系统的地震响应影响,通过比例边界有限元法、有限元法以及无限单元法计算了库水-重力坝-无限地基系统的响应.基于SBFEM计算上游坝面库水压力,利用无限单元法分析无限地基辐射阻尼的影响,以Koyna重力坝为研究对象,给出了重力坝在不同地基弹性模量条件下地震位移时程以及应力的响应,随着地基弹性模量的增加,坝体响应增加.与无质量地基模型的计算结果进行对比,考虑无限地基辐射阻尼的计算结果较小.     

土-桩-框架结构动力相互作用非线性有限元模拟

目的 用有限元方法研究土-桩-框架结构动力相互作用动力反应效应.方法 以AN-SYS程序为工具和平台,选用符合实际工作机理的Davidenkov地基模型并定义其参数,利用ANSYS的重启动分析方法、采用APDL参数设计语言编制程序来实现对土体材料的非线性及动力本构模型的模拟;同时利用ANSYS中Combin14单元模拟黏弹性边界,以此建立人工边界来模拟辐射阻尼效应;并提出集成阻尼矩阵的方法,解决结构和地基土阻尼不同而导致的阻尼耦合的问题.结果 通过算例对土-桩-框架结构进行ANSYS分析,考虑土的非线性、接触边界非线性以及阻尼的耦合问题,研究了不同性质地基土的非线性以及不同上部结构对整个体系动力特性的影响.并与已有实验研究结果进行对比分析.结论 结果表明提出的有限元方法能很好的模拟整个相互作用体系的非线性效应,为工程实践与设计提供重要的理论依据.     

集中剪切型系统的层间参数识别法

提出了一种集中剪切型系统的层间参数识别法。对于层状地基－基础－框架这一集中剪切型系统,将层间刚度和阻尼从总体系统中分离出来,依据最小二乘识别法则,导出了层间刚度和阻尼这些层间参数识别的递推方程,以此为基础建立了该系统的层间参数识别方法。并以人工模拟系统输入和输出的方法,对一位于三层粘性土上的框架结构系统,实施了参数识别的全过程。结果表明,所建立的系统参数识别方法,对识别初始值的要求较低,且具有良好的识别精度。     

硬涂层复合结构非线性刚度及阻尼辨识

针对硬涂层复合结构共振衰减的时域响应,研究了基于Hilbert变换辨识硬涂层复合结构的非线性刚度及阻尼的方法。首先,确定了硬涂层复合结构共振状态下自由衰减的运动方程,进而推导了辨识该复合结构非线性刚度及阻尼参数的原理性公式;其次,用数值算例证明了辨识算法的正确性;然后,提出了将辨识算法应用于硬涂层复合结构非线性刚度及阻尼参数辨识的流程;最后,进行了实验验证,辨识出单面涂敷NiCrAlY+YSZ硬涂层的悬臂钛板非线性刚度及阻尼参数,并与未涂层试件进行了比对。结果表明,涂覆硬涂层后钛板的刚度非线性增强,阻尼增大,硬涂层具有减振效果。     

基于粘弹性边界的河床式厂房地震动力响应分析

为分析河床式厂房在地震过程中的动力反应,评价其抗震安全性并找到其抗震薄弱部位及探讨地基辐射阻尼对厂房结构动力响应的影响,运用三维非线性有限元技术,对某厂房在地震过程中的动力反应及抗震安全性进行精确计算分析.其中采用粘弹性边界考虑地基辐射阻尼影响,采用流固耦合的方式考虑水体的作用.计算结果表明:河床式厂房动力响应受顺河向地震作用明显;上部结构动力响应大于下部结构;厂房上游部位动力响应大于靠下游部位:上游排架柱拉、压应力最大达到4.53、-5.58 MPa.同时,将计算结果与无质量地基方案计算结果进行对比得到:考虑地基辐射阻尼能有效降低河床式厂房的地震动力响应,最大降幅可达64.36%.     

移动荷载下Kelvin地基上无限长梁的稳态响应

为评价公路、桥梁、列车轨道等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,基于线性系统的叠加原理,采用积分变换法求得了Kelvin地基上无限长梁的Green函数,并就各种荷载工况分别进行了讨论,得到了相应梁挠度的积分形式解.通过对移动集中荷载作用下梁挠度的积分形式解的数值计算分析,得到了相应的梁挠度的数值结果,并就地基阻尼、荷载移动速度等参数对梁挠度的影响效果进行了分析.当地基阻尼较小时,梁挠度的最大值随荷载移动速度的增大而增大;但随着地基阻尼的增大,梁挠度的最大值将随荷载移动速度的增大而减小.梁挠度在时间变化历程及空间分布上的不对称性随地基阻尼或荷载移动速度的增大而增大.     

层状地基矩形板结构系统动力响应的一种数值解法

为解决矩形板在动荷载作用下的动力反应,以矩形板和层状地基组成的系统为研究对象,建立有限元与无限元耦合模型,根据哈密尔顿原理推出系统的动力方程.用静力凝聚法及接触面的节点位移和板中面节点位移的几何关系,将地基反力用板中面节点位移和地基等效刚度来表示,从而把地基反力从系统中解耦出来,采用Wilson法导出系统的等效刚度矩阵和等效荷载列向量,求解出系统在弹性阶段的动力响应.结果表明:应用空间有限元与无限元模型很好的解决了人工边界的不足,使计算与实际更接近;解决了板与地基的耦合和无限元的质量矩阵的确定的难题,为无限元的应用提供有效的方法.     

周期加筋及条形阻尼对薄板声辐射特性的影响

采用有限元和边界元的算法,对薄板采用不同的加筋及条形阻尼的处理方式进行了仿真计算。结果表明：薄板采用单向及双向加筋的处理方式,能有效减小结构的模态密度,降低低频结构声辐射,但对于中高频段的结构声辐射并没有起到降低的作用;通过加单向和双向条形阻尼的处理方式,能在全频段内有效降低结构声辐射,但由于整体结构刚度较小,其降低结构声辐射的效果有限;而薄板采用混合加筋及条形阻尼的处理方式,其降噪效果最为明显。     

结构系统物理参数的直接识别

目前结构动力系统的模态识别,已引起人们的重视.在算法上除利用频域法外,近来时域法已日益发展.本文利用确定性模型系统的的强迫振动响应信息对系统的刚度和阻尼结构参数进行了认别.提出两种直接算法,1.Householder递推法.2.积分法.并作了模拟计算,结果表明它们具有计算简单、存贮量小和计算稳定的特点,便于在线识别.     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

组合结构维修机库阻尼比对地震响应的影响

为研究组合结构维修机库的阻尼比及其对结构地震响应的影响,依据位能加权平均法编制了程序,计算了3种不同跨度的网架屋盖维修机库的阻尼比,考察了混凝土柱支承刚度对整体结构阻尼比的影响,并对比分析了按计算阻尼比与工程阻尼比计算结构地震响应的差异.结果表明,网架维修机库的整体阻尼比为0.0215～0.0235,小于实际工程计算中采用的假定阻尼比(工程阻尼比)0.03;对混凝土柱支承的跨度在100 m以上采用双层网架维修机库,建议结构整体阻尼比可取为0.023左右;柱支承刚度对阻尼比取值有一定影响,但不显著;按工程阻尼比计算的地震响应比按计算阻尼比计算的地震响应小10%～20%,因此按协同工作分析结构地震响应时,必须具体分析体系的整体阻尼比,确保计算合理可靠.     

LCL型并网逆变器控制策略研究

采用逆变器侧电感电流反馈是一种实现LCL型并网逆变器有源阻尼的有效方法,通过逆变器侧电感电流反馈配置系统极点的方式实现谐振阻尼。但通过该方式配置的系统内环为一个振荡环节与一个惯性环节的乘积,系统内环控制参数难以确定。针对这一情况,对逆变器侧电感电流反馈控制方式进行数学建模,该文详细分析了内环控制参数与系统内环极点之间的关系。研究逆变器侧电感电流反馈控制方式的阻尼机制,提出了一种简便的内环控制参数的确定方法。仿真实验结果证明了该内环控制参数确定方法的有效性与正确性。     

An Optimum Analysis Method of Sandwich Structures Made from Elastic-viscoelastic Materials

Due to a viscoelastic damping middler, saudwich structures have the capacity of energy consumption. In this paper, we describe the frequency-dependent property of viscoelastic materials using complex modudus model, and iterative modal strain energy method and iterative complex eigetwalue method are presented to obtain frequency and loss factor of sandwich structures. The two nethods are effective and exact for the large-scale complex composite sandwich structures. Then an optimum analysis method is suggested to apply to sandwich struc-tures. Finally, as an example.an optimum analysis of a clamped-clouted sandwich beams is conducted, theoretical closed-form solution and munerical predictions are studied comparatively, and the results agree well.     

二维周期阻尼薄板结构的声辐射特性

对二维周期结构的现有研究大多局限于振动带隙方面,而针对二维周期阻尼薄板结构的声学特性,特别是结构材料属性对其声辐射特性的影响研究相对较少。通过有限元与边界元相结合的方法建立数值仿真模型,根据ISO 3744：2010（E）标准划分ISO Power FieldPoint Mesh场点,通过计算场点声压均方值揭示晶格常数、板和阻尼材料的密度等结构和材料参数对声辐射特性的影响规律,为控制周期阻尼结构的声辐射和实现降噪提供理论基础。     

Energy density response prediction of structures with uncertainty using interval analysis method

Prediction of vibration energy responses of structures with uncertainties is of interest in many fields. The energy density control equation for one-dimensional structure is provided firstly. Interval analysis method is applied to the control equation to obtain the range of energy density responses of structures with interval parameters. A cantilever beam with interval-valued damping coefficient is exemplified to carry out a simulation. The result shows that the mean value of energy density from the interval analysis method is the same as that from a probabilistic method which validates the interval analysis method. Besides, the response range from the interval analysis method is wider and includes that from the probabilistic method which indicates the interval analysis method is a more conservative method and is safer in realistic engineering structures.     

基于HHT和WT识别高层建筑模态参数的比较研究

现役高层建筑动力响应的实测与参数识别对结构动态数据资料的补充和设计准确性的校验是十分必要的.首先回顾了基于HHT和WT识别结构动力参数的基本原理;接着,基于高层建筑动力响应的实测数据进行了结构固有频率和阻尼比的识别.结果表明,对结构固有频率和低阶阻尼比的识别两者都具有较高的准确性;而对于高阶阻尼比的识别,两者有较大差别.对于固有频率呈密集分布结构的动力参数识别,WT方法通过调整小波中心频率而实现频率分离,因而WT方法更为简单有效.     

简谐激励下TLD对高层结构减震性能

调谐液体阻尼器(TLD)是一种典型有效的结构响应被动控制装置.为解决已有报道中缺乏不同参数影响下TLD对高层结构的频域减震规律试验研究的问题,本研究建立了TLD-结构振动台实时子结构试验系统,通过一系列正弦激励试验,研究了不同参数下TLD对高层结构的频域减震性能.分别讨论了地震动频率与结构一阶频率比、TLD频率与结构一...     

含透空结构浮体的微幅振荡辐射特性

基于线性势流理论以及porous-wavemaker理论,针对带有侧立透空薄板、在三自由度（纵荡、垂荡和横摇）内作微幅运动的浮式结构物的波浪辐射问题,利用分离变量法以及边界匹配特征函数展开方法,以解析解的形式,建立该波浪辐射问题的二维无因次理论解析计算模型,得到各流体子区域内速度势函数以及该浮式结构物的无因次附加质量和辐射阻尼系数. 分析在不同的透空薄板透水系数下,该浮体的附加质量和辐射阻尼随无因次波长的变化趋势. 将部分解析计算结果与现有研究成果进行对比分析,一致性较好,验证了针对该问题提出的解析计算模型的正确性. 研究结果表明,在低频范围内,透水薄板的透水系数对该浮式结构物的水动力系数的影响较明显;随着透水能力的增大,该浮式结构物的水动力系数呈现出减小的趋势,这对改善浮式结构物的稳定性具有重要意义.