风载作用下塔设备的挠度计算

应用数值计算软件ＳＩＧＹ和简化公式计算了５台安装在不同地区的塔设备在风载作用下的挠度。计算结果表明塔设备在设计基本风压下顺风向的挠度大于横风向诱导共振挠度。按照各种现行标准对挠度的控制要求，５台塔设备的刚度均不合格。     

大跨越输电塔线体系气弹模型风洞试验

针对大跨越输电塔线耦合体系的风振响应问题，以规划中的世界第一高塔--某大跨越输电塔线工程为原型，采用离散刚度法设计制作了塔线体系的气弹模型，并在紊流风场中进行了多个风向角、多个风速下的单塔和塔线体系气弹模型风洞试验.试验结果表明，输电塔的响应可以分解为共振响应与背景响应.通过分析塔线耦合作用对输电塔2部分分量的影响，揭示了塔线体系的风振响应特性.塔线体系与单塔相比，由于阻尼的增加导致共振响应有所降低，而迎风面积的增大使得背景响应有较大幅度的提高.分析塔线体系总的风振响应必须同时考虑塔线耦合作用对2部分分量的影响.     

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。     

大跨度屋盖结构脉动风振响应的参与振型

为了选取大跨屋盖结构脉动风振响应的主导振型,提出了振型能量参与系数及其累积参与系数的计算方法.在总结振型背景响应、振型共振响应的计算方法的基础上,给出了脉动风荷载在背景响应及各振型背景响应上做功的平均值,提出了背景响应振型能量参与系数计算公式和主导振型的选取方法;给出了振型共振响应内能的表达式,提出了共振响应的振型能量参与系数的计算公式和振型选取方法.数值算例表明,振型位移响应对总位移响应的贡献大小符合振型能量参与系数之间的相互关系.背景位移响应的计算精度可通过背景响应振型参与系数及其累积参与系数来控制,而共振响应累积振型能量参与系数则反映了参与计算振型的共振响应总能量与背景响应总能量之比.     

单层球面网壳的风振响应特性

为研究大跨度单层球面网壳风振响应特性,通过同步测压风洞试验获取风荷载信息,将风振响应分为平均响应、背景响应和共振响应三部分,其中背景响应采用影响线的方法计算,共振响应采用Ritz-POD法计算.分析过程中,着重对结构自振特性、风振响应中位移和内力的背景响应谱和共振响应谱特征、振型参与特性、以及各响应分量的分布规律进行了研究.结果表明:风振响应明显呈现多阶振型参与振动的特点,且存在高阶振型对脉动风响应贡献最大的现象,结构自振频率分布正好在这一振型处发生明显跳跃;在研究的范围内,脉动风响应大于平均风响应,而且在脉动风响应中,共振响应占主导地位,背景响应所占比例较小.     

圆柱的涡激振动估算

本文通过对流体力的分析修正了计算圆柱体涡激振动的相关模型,得到考虑流体阻尼力影响的共振响应解式;经数值计算得到一组圆柱形简单梁的共振响应图线族.按照文中给出的方法步骤,应用该图线族可以比较方便地确定出弹性圆柱体的共振响应峰值.     

基于塔筒力学性能的风机维修起重平台基本参数设计

目的分析风机维修起重平台对风机塔筒的影响,为平台基本参数的设计提供依据．方法通过对塔筒受力进行静力学分析,得到风机维修起重平台自质量和悬挂平台的缆绳合力方向对塔筒的影响;通过计算塔筒稳定性得到平台自质量的极限值;通过对塔筒进行动力学分析得到塔筒固有频率、模态和谐响应曲线．结果风机维修起重平台自质量和悬挂平台的缆绳合力方向与风机塔筒强度、总体变形成正比例关系;在限制风机维修起重平台自质量前提下,塔筒能够满足稳定性要求;在0～10Hz频率段内塔筒谐响应曲线出现两处波峰即产生共振的频率点．结论悬挂平台的缆绳合力方向与塔筒中心线之间的夹角须小于40°,平台自质量须小于78t,各部件固有频率应避开塔筒各阶固有频率区域,分析结果对风机维修起重平台的基本参数设计工作有重要意义．     

航空高速双联斜齿圆柱齿轮行波共振的研究

本文用三维有限元方法研究了星型传动中双联斜齿圆柱齿轮结构的行波共振。根据星型传动系统计算出的作用在双联斜齿轮上的动态载荷,成功地模拟计算出了双联齿轮处于一、二和三节径前、后行波共振时的动态响应,其响应分布形态与理论分析和实验响应曲线吻合较好。数值计算结果表明,在双联齿轮传动中,由于两齿轮啮合频率的不同,将会对齿轮结构的行波共振响应产生很大影响。这一点在设计具有双联齿轮传动的系统结构时应特别值得注意。本文通过实例计算进行了比较详细的讨论。     

行走激励下人行桥振动响应简化计算

为了解决行人引起人行桥的振动响应计算复杂的问题,将行人荷载考虑为确定性模型,推导单个行人过桥时振动响应的解析表达式,给出人致桥梁共振、非共振响应的简化表达式,在动力响应简化表达式的基础上给出了人致桥梁振动放大系数。结合某人行桥结构,对比分析本文的简化公式及放大系数与前人的研究成果。研究表明:运用简化公式可以方便地计算人行桥结构的动力响应,验证了本文方法的精度和正确性。     

弹性圆柱杆在漩涡激励下的流-固耦合振动响应计算

在Blevins的工作基础上改进了单根圆柱杆在均匀流场中亚临界雷诺数区内涡激振动响应的半经验性计算方法,着重考虑了振动对流体力之间的耦合影响,运用此方法既可计算非锁定区的横向振动响应,当计入了锁定条件后又可计算共振区的峰值响应.     

脉动风作用下高耸塔结构风振响应研究

根据脉动风的特性对脉动风荷载进行模拟并验证其有效性,得到作用在高耸塔结构上的脉动风荷载时程样本。在此基础上,建立塔结构的空间三维有限元模型,采用时程分析方法计算塔结构的风振动力响应。结果表明脉动风作用下高耸塔结构顶部风振响应较大,因而需要采取有效措施抑制其风振响应。     

自立式单杆输电塔顺风向风振疲劳分析

为了在频域内方便准确地估算高耸结构的风振疲劳累积损伤，提出了一种改进的等效窄带算法.该改进算法根据高耸结构的风振响应特性，将背景应力和共振应力引起的损伤分开计算，并对背景损伤部分乘以宽带修正系数.用该算法对一个自立式单杆输电塔进行了风振疲劳累积损伤计算，将计算结果和雨流法、等效应力法、等效窄带法和Holmes估算法进行了比较.考虑平均风速和风向的概率分布，根据Miner线性累积损伤理论估算了该输电塔的风振疲劳寿命.计算结果表明，该改进算法具有较好的精度，且该输电塔在设计使用期内的抗疲劳能力是足够的.     

等效静力风荷载背景和共振之间的耦合效应

在结构动力学和随机振动理论基础上,推导出结构脉动风总响应的实际理论组合公式,首次定义了耦合恢复力协方差矩阵这一参数,提出用于补偿背景和共振分量之间耦合项的一致耦合方法（CCM）来求解结构的总风致响应,并赋予等效静风荷载背景和共振耦合项以明确的物理含义。以某大跨屋盖结构为例,采用CCM法进行风致响应和等效静风荷载计算,通过与全模态完全二次型组合（CQC）计算结果进行对比分析,深入揭示了背景和共振耦合项的作用机理,验证了本文方法的高精度和有效性,为此类结构风致响应和等效静风荷载的精确求解和机理研究提供新的思路。     

球面网壳地震动输入与振型响应的相关性

通过分析球面网壳结构对预定地震荷载谱的响应,选出对结构反应贡献较大的主振型(DM)并用于振型叠加计算,提高振型叠加法(MSM)的计算效率.为获得球面网壳在预定地震荷载谱作用下的响应规律以及研究结构振型响应与地震动输入的相关性,基于准静力响应、共振响应及耦合响应的定义,计算结构在预定地震动输入功率谱作用下的位移响应谱、准静力响应谱、共振响应谱及耦合响应谱,得出各响应分量对总响应的贡献规律.结果表明,在预定地震动输入下,球面网壳结构响应主要由某一个或几个特定频率区段的振型响应控制,在不同的频率区段,对总响应贡献最大的响应分量类型不同.给出在预定地震动区划和场地条件下,考虑地震动输入与结构响应相关性的改进振型叠加法的分析流程.     

复阻尼模型三维钢框架结构动力响应

目的针对实际工程分析中采用的一般动力分析模型不能细致表达阻尼特性,研究复阻尼模型动力系统以期得出较精确阻尼参数指导设计工作．方法采用复阻尼模型计算三维钢框架结构的简谐动力响应,求解应力相关复阻尼模型中的损耗因子,并与传统的Rayleigh阻尼模型计算的结构响应进行对比分析．结果研究表明,在非共振区,两种模型计算的结构动力响应差别不大;而在共振区附近,Rayleigh阻尼模型和应力相关复阻尼模型计算的结构动力响应,后者远大于前者,并且两者存在一定的相位差;通过求解表明,损耗因子不是一个常数,其幅值随激振力幅值增加而增大．结论在一定条件下,机理不同的阻尼模型对结构动力响应计算结果的精度影响很大．     

非平稳随机激励下高压输电塔-线体系地震响应

为了研究地震动非平稳性对高压输电塔-线体系的地震响应,通过引入均匀调制函数,建立了高压输电塔-线体系非平稳随机地震反应的求解方法.由于地面加速度功率谱采用精细积分的格式,因此计算效率和精度都得到了提高.通过对某220kV高压输电塔-线体系进行地震响应分析,计算了平稳与非平稳随机激励下输电塔和导线的内力及位移反应.计算结果表明：考虑非平稳因素可使导线位移反应增大14.9%~26.8%,导线轴力增大14.9%~48.1%,输电塔的弯矩反应增大8.0%~13.5%.在非平稳随机激励下,考虑行波效应和部分相干效应会使导线的位移和轴力反应明显增大,因此,计算高压输电塔-线体系的地震响应必须考虑地震动非平稳性.     

有支撑塔动力特性数值模拟研究

建立了某有支撑钢结构塔的简化建模,在有限元软件SAP2000中计算了其自振频率.根据数值模型,研究了不同连接方式对结构自振频率的影响.论文最后,研究了有支撑塔在不同频率激振力下塔顶部的位移响应.     

ANSYS对钢框架结构地震谱响应的计算分析

本文采用ANSYS有限元分析法,进行框架结构地震作用按照地震谱响应计算的分析,以某十层钢框架结构为例,进行模态求解,谱响应分析,模态扩展,模态合并以及时程分析的模拟。结果表明,模态分析得到钢框架的固有频率和振型,可以在设计阶段使结构的自振周期远离主振周期;谱响应分析得到地震谱响应曲线和响应振型,将两者结合考虑可发现发生共振情况的振型和频率,从而测试结构在地震时抗共振的能力,避免钢框架结构在发生地震时由于共振而产生的破坏。     

圆柱涡诱导振动响应频率计算方法

结构涡诱导振动问题在工程中较为常见,有效的结构涡诱导振动响应动力学行为预测是工程设计和安全生产的基础.研究表明,位于锁定区内结构涡诱导振动响应频率依赖于结构、流动及振动的相关参数,但振幅却与决定响应频率的附加质量之间表现出较小的相关性.结合强迫振动实验得到的响应频率、振幅与附加质量的关系分布规律,给出了一种简单实用的圆柱结构涡诱导振动响应频率计算方法.该方法对小同流动与结构参数下响应频率的计算结果有较高的精度,同时其可较为方便地推广到三维结构响应频率计算.     

基于ABAQUS的焦炭塔风载荷分析

风载荷是一种随机载荷,能够引起焦炭塔的振动。为研究风载荷对焦炭塔强度的影响,利用ABAQUS对焦炭塔进行了风载荷的动态分析,考察了载荷加载过程与卸载之后结构的动态响应。结果表明,在风压作用下,最大节点位移出现在塔体顶部,最大值为0.79mm,最大应力出现在裙座固支端附近的节点处,最大值为3.26MPa,不会引起结构的失效;在加载与卸载后的一段时间内,结构沿载荷作用方向产生频率为10Hz的振动,在外载作用下容易引起结构的共振,造成结构的破坏失效。因此,在焦炭塔的设计及运行中必须充分考虑。