基于Kanai-Tajimi谱六参数黏弹性耗能结构地震响应的简明封闭解EI北大核心CSCD

频域法在计算线性系统随机响应时应用较广泛,但其显著缺点为:计算多自由度动力系统随机响应功率谱无显示封闭解;获得结构响应的方差和谱矩需要数值积分,分析精度和效率受积分步长和积分区间影响较大。基于以上问题,研究了六参数黏弹性耗能多自由度结构基于Kanai-Tajimi谱地震作用下平稳响应的解析解法。运用该方法对一榀5层建筑结构进行分析,获得了线性多自由度耗能结构地震动系列响应方差及0~2阶谱矩的简明封闭解,并将其与虚拟激励法进行对比分析。研究表明,简明封闭解法是一种非常有效的计算线性多自由度系统随机稳态响应的简明解法。     

混合基础隔震耗能结构基于Clough-Penzien谱的地震动响应的简明解析解

在基础隔震层设置侧向黏弹性阻尼器组成混合基础隔震体系,可有效降低基础隔震结构过大的侧移,然而此类结构基于Clough-Penzien谱(C-P谱)的随机地震动响应解法较为复杂,提出了一种简明解析法。首先利用滤波方程,将混合基础隔震耗能结构基于C-P谱的地震动精确的转化为基于白噪声激励的地震动;其次运用复模态法获得耗能结构随机地震动系列响应(相对于地面位移及速度、层间位移及其变化率)协方差的统一简明表达式;然后基于随机振动理论,获得耗能结构地震动系列响应的方差及0-2阶谱矩的简明解析解;最后研究了基于首超破坏准的混合基础隔震结构的动力可靠度。将该方法应用于一算例,并与虚拟激励法进行对比分析,研究表明:该方法计算响应方差和谱矩为解析解,而虚拟激励法是数值解;同时也验证了混合基础隔震耗能结构能有效降低结构侧移及提高结构体系的可靠度。     

基于欧进萍谱的广义Maxwell耗能结构随机响应简明解法

针对设置广义Maxwell阻尼器多自由度耗能结构在欧进萍谱激励下响应分析较复杂的问题,提出了一种求解系统响应简洁的解析解法。将广义Maxwell阻尼器本构方程、原结构运动方程与欧进萍谱滤波方程联立,重构结构运动方程;采用复模态法将其解耦,得到结构位移及结构速度、层间位移及层间速度、阻尼器受力及其变化率等响应基于白噪声激励的统一杜哈梅积分表达式;根据功率谱密度函数与其协方差函数的Wiener-Khinchin关系,获得了耗能结构及阻尼器响应谱矩的简明解析解。算例通过与虚拟激励法进行对比,表明了该方法的正确性,同时也具有更高计算效率的优点。     

多自由度结构动力可靠度分析的小波方法

该文发展了基于小波分析的局部平稳法在多自由度结构动力可靠度中的应用。首先,基于广义谐和小波和随机过程的局部平稳小波模型,发展了线性多自由度结构系统在各时间-频率子域上激励功率谱与响应功率谱之间的关系,并计算得到了在一般随机动力激励下结构随机动力响应功率谱密度和各阶谱矩。随后,根据随机动力激励和响应的高斯假定及超越过程的Markov假定,得到了线性多自由度结构在均匀/非均匀调制随机激励下层间位移的动力可靠度指标。结构动力可靠度的Monte Carlo模拟显示了所提方法的可靠性与计算高效性。     

结构在水平与竖向随机地震同时作用下的相关函数和谱密度

对单自由度结构在水平与竖向地震同时作用下的随机稳定性、响应及其相关函数和谱密度函数进行系统研究。首先利用Stratonovich和It随机微分方程与响应矩微分方程的互相关转化关系,建立了结构响应矩方程;然后根据Hurwitz随机稳定准则,获得了结构一阶和二阶响应矩渐近稳定的解析判别式;继而,利用复模态法获得了结构响应二阶矩的解析瞬态解和平稳解;最后利用It随机微分方程解具有的非可料函数性质,获得了结构位移、速度响应的自相关函数、互相关函数以及谱密度函数、互谱密度函数的解析解,给出了算例,并综合分析了各种参数对结构响应、稳定性以及相关函数和谱密度函数的影响。     

弹性-粘弹性复合结构随机响应的各阶谱矩的计算方法

提出了一种新的计算弹性-粘弹性复合结构随机响应的各阶谱矩的计算方法，它是一种时域复模态分析方法。利用此方法获得了弹性-粘弹性复合结构在白噪声、滤过白噪声等典型平稳随机激励下随机响应的各阶谱矩的解析表达式，分析了粘弹性对各阶谱矩的影响。此计算方法简便、易用，无论单自由度或多自由度系统均适用，为进一步研究弹性-粘弹性复合结构在随机激励下的可靠性打下良好基础。     

结构-土相互作用体系的地震作用取值——基于规范地震动模型的复模态时域法

对多自由度结构-土相互作用体系基于规范地震动模型的复模态时域法的地震响应问题进行了系统研究。首先建立了结构运动方程，针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况，用复模态法解耦，然后采用与新抗震规范地震动参数一致的Clough-Penzien非平稳随机地震动模型进行随机地震响应分析，获得了体系相对位移方差的时域解。从而可得等效平稳化方差及其峰值，由此便可以得到结构的地震作用取值。晟后，通过一个例子来说明结构-土相互作用体系的地震响应和地震作用取值的计算方法，同时给出了由规范的反应谱法得到的基础固定结构的各质点位移和地震作用取值。     

基于功率谱灵敏度分析的结构损伤识别方法

在分析结构响应功率谱密度对结构单元刚度灵敏度基础上,提出平稳随机激励作用下结构损伤识别新方法。利用随机振动虚拟激励法,获得平稳随机激励下结构响应功率谱密度函数对结构损伤参数的灵敏度,用有限元模型修正实现结构损伤识别。经对剪切结构损伤识别数值结果表明,该方法仅用有限个传感器频域数据,即能较好识别结构损伤。     

非平稳激励下绝对位移直接求解非线性结构的时频分析EI北大核心CSCD

强震作用下地震动能量的时-频演变特性对迟滞非线性的结构有着极大影响,然而通用有限元软件现有的计算模块进行频域分析时不能对非线性结构输入解耦的EPSD矩阵,限制了随机振动理论对大型复杂结构的仿真计算。将绝对位移直接求解的虚拟激励法引入多维多点的非线性动力方程,通过APDL的外部程序调用接口对非平稳地震动EPSD矩阵进行解耦与降维处理,并转化为独立于时间变量的四维均匀调制激励矩阵,实现对非线性结构精确高效的非平稳激励动态输入与随机动力响应的计算求解。最后以一座中承式三跨钢管混凝土系杆拱桥为例,计算拱肋、拱脚和桥面系响应的时变功率谱及方差。结果表明,绝对位移直接求解的激励输入方式很好地模拟了非线性结构体系所带来的时滞现象,为通用有限元软件实现非线性结构多维多点非平稳激励随机响应的求解与分析提供了可行性依据。     

平稳随机振动响应的实数域虚拟激励法

针对时不变平稳系统,建议了计算线性随机振动响应功率谱密度的一种实数域虚拟激励算法。基本原理是根据哈特莱变换与傅里叶变换变换关系构造系统的实数型虚拟激励和实数型系统函数,计算结构的实数型虚拟振动响应,由实数型虚拟激励和虚拟响应计算结果确定系统随机振动响应的功率谱密度。研究结果表明,建议的方法可以方便地处理随机激励间的相关性和相干性,与传统的复数型虚拟激励法相比较,只需确定实数型虚拟激励和在频域计算实数型虚拟响应,就能精确算出结构随机振动响应的功率谱密度,计算形式比较简单和可行。     

Dedication response

As Executive Editor for Radiation Protection Dosimetry since1981 I tried constantly to be firm that authors should writein the third person and not the first, other than in the mostexceptional circumstances. These are most exceptional circumstancesand I feel justified in writing very personally. I am highly humbled but very pleased by the great honour bestowedon me by the dedication of     

Screening-limited response of nanobiosensors

Despite tremendous potential of highly sensitive electronic detection of biomolecules by nanoscale biosensors for genomics and proteomic applications, many aspects of experimentally observed sensor response (S) are difficult to understand within isolated theoretical frameworks of kinetic response or electrolyte screening. In this paper, we combine analytic solutions of Poisson-Boltzmann and diffusion-capture equations to show that the electrostatic screening within an ionic environment limits the response of nanobiosensor such that S(t) approximately c1(ln(rho0) - ln(I0)/2 + ln(t)/ D F + c2[pH]) + c3 where c i are geometry-dependent constants, rho0 is the concentration of target molecules, I0 the salt concentration, and D F the fractal dimension of sensor surface. Our analysis provides a coherent theoretical interpretation of a wide variety of puzzling experimental data that have so far defied intuitive explanation.     

Inelastic response of alumina

This paper investigates the effects of microcracking, plasticity, and strain rate dependent pore closure on the inelastic deformation wave profiles of a low density (3.55 mg/m³) and a high density (3.88 mg/m³) aluminas. This is accomplished by means of numerical simulations of the measured plane shock wave profiles in these aluminas. The wave profiles were generated over a wide range of impact velocities (80 m/s to 2200 m/s). An internal-state-variable based ceramic model was used in the simulations to describe the inelastic strains due to microcracking, microplasticity, and pore collapsing. The microcrack size, number of microflaws, and limiting speed of the crack growth controlled the shape of the inelastic wave portion of the velocity profile at low velocity impact. The porosity content and the strain rate sensitivity parameter did not significantly influence the shapes of the low velocity profiles. However, these two parameters greatly influenced the profile shapes when the ceramic was shocked at high velocities well above the Hugoniot elastic limit. The simulations of high velocity experiments clearly demonstrated the need for describing the pore collapse process in order to match the measured wave profiles.     

背景响应、共振响应定义及其相关性分析方法

以模态加速度法为基础,推导了脉动风响应中背景响应和共振响应的严密数学定义;在此基础上,根据随机振动理论,推导了频域内的背景响应、共振响应,以及两者间相关性的分析方法;指出脉动风响应谱包括背景响应谱、共振响应谱和两者问的耦合谱三部分.并给出了背景响应和共振响应的精确组合方法.将该方法用于一单层球面网壳,结果表明:对于该结构,背景响应和共振响应的相关系数在[-0.3,-0.1]之间,若忽略该相关性时,将高估该结构的实际响应,比例在3%～10%范围内.     

Simulation response optimization via an alternating variable methodsimulation response optimization

Simulation response optimization has wide applications for management of systems that are so complicated that the performance can only be evaluated by using simulation. This paper modifies the Hooke-Jeeves alternating variable method used in deterministic optimization to suit the stochastic environment in simulation response optimization. The basic idea underlying the proposed method is to conduct several different replications at each trial point to obtain a reliable estimate of the theoretical response. To avoid misjudging the real difference between two points due to the stochastic nature, a t-test instead of a simple comparison of the mean responses is performed. Empirical results from a stochastic Watson function with nine variables, a queueing problem with two variables, and an inventory problem with two variables indicate that the alternating variable method modified in this paper is superior to the Nelder-Mead simplex method, two stochastic approximation methods, and Fu and Healy's hybrid method. It is also robust with respect to the parameter for deciding the number of replications conducted at each trial point.     

Dielectric response ofp-terphenyl

Dielectric properties ofp-terphenyl crystals (large- and small-grained polycrystalline layers and compressed pellets) have been measured. An anisotropy of the dielectric properties of the crystals has been found. The dielectric losses in disorderedp-terphenyl structures proved to be of injected carrier origin: a discontinuous change of dielectric losses in the disordered structures being found near 285 K.