新型钢管耗能器的参数分析及实际应用研究

钢管耗能器是将钢管与弧形钢棒组合而研制出的一种新型耗能器,其制作简单,经济性能好,在网架、网壳等大跨结构中具有良好的应用前景。在分析该耗能器基本构造的基础上,借助有限元分析软件ANSYS,考虑材料本构模型的非线性,建立了该耗能器的非线性有限元计算模型,对各参数变化对耗能器性能的影响进行了数值模拟,在此基础上对安装了该耗能器的某球面网壳进行地震反应分析。研究结果表明:该耗能器具有良好抗震性能,对网壳等大跨结构抗震性能的增强效果显著。 更多还原     

新型耗能器耗能特性分析

提出了一种具有对称结构的新型钢管耗能器,为验证其耗能特性对试件进行了低周往复试验,借助ANSYS有限元软件进一步分析了各构造参数的变化对其耗能特性的影响。结果表明:耗能器滞回曲线饱满,耗能性能良好,各构造参数中对其耗能特性有显著影响的是弧形钢棒,且弧形钢棒的直径和弯曲度取分别为14 mm、10%左右时耗能特性显著提升。 更多还原     

新型弧形钢棒阻尼器性能的有限元数值分析

设计了一种新型弧形钢棒阻尼器,该阻尼器采用局部削弱构造,从而有效地解决了端部应力过大的问题.新型弧形钢棒阻尼器有两种削弱方案:A方案,端部截面尺寸不变,中部削弱;B方案,端部削弱,中部保持削弱后的截面尺寸不变.采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究不同削弱方案对新型弧形钢棒阻尼器的滞回耗能能力、承载力特性、应力分布情况的影响.结果表明:两种方案的新型弧形钢棒阻尼器的等效粘滞阻尼系数均比弧形钢棒阻尼器大,耗能效果得到了提升,且A方案的新型弧形钢棒阻尼器耗能效果提升更多;随着削弱程度的增加各试件的滞回曲线逐渐收缩、等效粘滞阻尼系数呈先上升后下降的趋势、耗能量和初始刚度逐渐减小、峰值应力逐渐从耗能元件的两端转移至中部;采用A方案进行局部削弱时,中部截面直径宜控制在端部截面直径的70％～80％;采用B方案进行局部削弱时,中部截面直径宜控制在端部截面直径的60％～70％.     

椭圆形钢铅耗能器性能及振动台试验

针对工字型钢铅组合耗能器直角区域容易应力集中、过早屈服断裂退出工作的问题,提出一种由钢和铅两种材料组成的椭圆形钢铅耗能器,这种耗能器加工简便且水平两个方向都具有良好耗能性能.首先,对椭圆形钢铅耗能器中钢板的平面应力进行分析.其次,对椭圆形钢铅耗能器进行力学性能试验;利用有限元分析软件ANSYS建立椭圆形钢铅耗能器的非线性计算模型进行数值分析并与性能试验结果进行对比.最后,对一个安装和不安装椭圆形钢铅耗能器的六层钢框架结构模型进行振动台对比试验.研究结果表明:数值分析结果与性能试验结果吻合良好,本文建立椭圆形钢铅耗能器数值计算模型的方法正确;椭圆形钢铅耗能器滞回曲线饱满,具有良好耗能能力;椭圆形钢铅耗能器对多层结构的地震反应具有较好减震效果.     

单层球形网壳梁膜结构设计及力学试验研究

对单层球形网壳梁膜结构进行分析,根据网壳的失效形式确定网壳结构的强度和局部稳定性设计准则,利用有限元分析软件对风场和结构场流固耦合分析,并通过优化设计得到杆件最优截面尺寸.通过对原理样机网壳结构进行多点加载试验,得到最大位移点随载荷变化曲线,并把试验结果与仿真结果进行对比分析,对仿真计算模型进行验证,为同类型单层球形网壳的设计与分析提供理论基础.     

板锥柱面网壳结构自振特性分析

板锥柱面网壳结构是一种新型的空间结构,此类结构受力合理、整体刚度大、稳定性好,是一种具有广阔发展前景的结构型式。本文基于有限元方法,采用子空间迭代法,研究板锥柱面网壳结构的自振特性;考虑不同跨度、矢跨比、长跨比、网格尺寸对其自振特性的影响;在大量参数分析、计算的基础上,得出了网壳的自振规律,为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

板锥柱面网壳结构自振特性分析

板锥柱面网壳结构是一种新型的空间结构，此类结构受力合理、整体刚度大、稳定性好，是一种具有广阔发展前景的结构型式。本文基于有限元方法，采用子空问迭代法，研究板锥柱面网壳结构的自振特性；考虑不同跨度、矢跨比、长跨比、网格尺寸对其自振特性的影响；在大量参数分析、计算的基础上，得出了网壳的自振规律，为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

前卸料混凝土搅拌运输车车架结构模态分析

有限元模态分析和试验模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段。为分析前卸料混凝土搅拌运输车车架的动态特性,建立了以板壳单元为基本单元的车架有限元模态分析模型及模态试验系统。应用NASTRAN有限元分析软件计算了该车架在自由状态下的模态参数,并进行了模态试验,提取模态参数。计算结果与试验结果对比分析表明,所建立的有限元模型和分析方法是可行的,可为分析车架在工作状态下的动态特性及车架结构的进一步改进提供依据。     

单层网壳结构的动力破坏指数研究

为了更加有效地反映单层网壳结构的动力响应特征,建立了一种描述单层网壳结构动力破坏程度的新指标--动力破坏指数,并给出了单层Keiwitt型网壳结构对应不同破坏程度的动力破坏指数分界值.在研究地震作用下单层网壳结构各项耗能的计算方法和变化规律的基础上,结合塑性耗能与最大位移建立了动力破坏指数的表达式,并通过对单层Keiwitt型网壳结构进行大量的参数分析,比较了动力破坏指数同位移、塑性杆件数两个指标的对应关系.结果表明,对于存在局部刚度薄弱的单层网壳结构,动力破坏指数的分析结果更加合理.动力破坏指数是进行单层网壳结构动力响应分析的有效指标.     

GLQW-1型摩擦阻尼器的滞回特性分析与实验研究

从工程实际出发,查找大量资料,对Pall摩擦耗能器进行研究,针对其一些缺点进行改正.在此基础上,结合计算理论和技术经验,在试验的基础上自行开发设计了GLQW-1型摩擦阻尼器("王"形芯板摩擦耗能器),建立合适的力学模型,分析了它的整体滞回特性及受力特点,用二分法计算,编程给出理论滞回曲线,并在半足尺模型试验中得到验证,并分析了误差的原因.笔者最后给出了工程设计实例,对比使用前后大楼的动力反应结果,发现有着显著的作用效果,说明其具有应用研究价值.     

振动式排种器的模态分析与试验研究

针对有限元分析中排种器中铰链建模的困难,提出用杆单元模拟铰接点运动和动力学特性的近似处理方法,建立了排种器的整体模型,分析了系统的前四阶固有频率和对应的振型图。模态试验结果与仿真分析结果对比表明,所建立的有限元计算模型是准确的。根据分析结果及排种器的工作特点,其工作频率为4 Hz左右。     

基于QR法的单层柱面网壳结构分析

为解决传统有限元方法计算网壳结构时的缺点与不足,采用结构分析QR法对单层柱面网壳结构进行研究.根据QR法基本原理,导出了单层柱面网壳结构新的刚度方程及其计算格式,利用样条节点位移参数可求出结构节点位移和杆端力.依据QR法的计算要点和有限元法流程编制了相应的计算程序,计算了某单层柱面网壳结构的节点位移和内力,并将计算结果与有限元结果作对比.结果表明:该方法是一种经济可靠的结构分析计算方法,可用于单层柱面网壳结构及其他网壳结构的计算.     

超长镀锌弧形波形瓦结构的有限元计算

建立了柱壳结构的有限元力学模型,用FORTRAN77语言编制出计算程序,最终对超长镀锌弧形波形瓦结构进行有限元计算,文中分析了超长镀锌弧波形瓦结构的变形与几何参数之关系,得出了许多有益的结果,为超长锌镀弧形波形瓦企业标准的制定及其产品的推广应用提供理论依据和基础数据。     

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。     

单层球面网壳的动力分析

运用有限元分析软件ANSYS计算分析了网壳跨度、矢跨比、支座刚度和网格尺寸对凯威特型单层球面网壳结构自振特性的影响.得出了正放四角锥型单层球面网壳结构的自振频率变化规律和抗震设计的有关结论.     

数控车床主轴单元动特性分析

在对某型数控车床进行切削动态试验的基础上，建立了机床主轴组件的有限元动力学模型，并对主轴单元的动特性进行了计算和分析，提出了改进意见。文中有限元计算结果与试验数据的误差小于5％。     

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。     

火灾下K8型单层网壳弹塑性稳定承载力计算

由于火灾高温导致钢材弹性模量减小,单层网壳结构在火灾下更容易发生整体失稳现象,为了获得火灾下K8型单层网壳弹塑性稳定承载力计算方法,分析了单层网壳结构火灾高温下有限元计算的原理,对K8型单层网壳结构在整体不均匀温度场和局部高温两种典型火灾升温情形下的弹塑性稳定承载力进行了系统的计算分析和对比,并在此基础上,借鉴常温下K8型单层网壳火灾下弹塑性稳定承载力的计算表达式,得到了火灾下弹塑性稳定承载力的具体计算公式.     

超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析

目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行对比.结果有限元计算得到的承载力与试验实测结果的平均误差〈4%,且标准差〈5%.残余应力的2种变化对整体稳定承载力的影响〈3%.结论建立的有限元模型能够准确地分析计算超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性,为进一步运用该有限元模型对各种截面的超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性进行分析计算提供了正确性依据.残余应力的变化对超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定承载力的影响较小,可能采用比普通钢材钢柱高的整体稳定系数.     

表孔弧形闸门横向地震振动控制研究

通过对表孔弧形闸门的有限元计算分析,保留了最能反映结构低阶振型的梁结构,把板结构转化为附加质量作用到有关梁上,从而建立了三维简化模型。并利用三维有限元方法计算的结构动力特性与简化结构动力特性相等的原则修正弧形闸门简化力学模型,确定了等效的弧形闸门三维简化结构模型和系统参数。提出了在闸门的横向支臂处添加粘滞阻尼器的方案,通过计算可知:闸门添加粘滞阻尼器后,在不同开度下的横向振动响应都大大降低了。