斜拉桥试验模型相似性推导与动力问题的数值分析

采用结构试验模型的相似理论,应用方程分析与量纲矩阵分析相结合的方法,推导了岳阳洞庭湖大桥三塔斜拉桥模型的静力和动力模型的各种相似关系,以及模态参数的相似比和相似判据。采用有限元技术,对比分析实桥与模型结构的自振特性与在地震波作用下的动力响应;通过数值分析得出满足刚度相似的模型数值结果,通过在模型结构上施加合理的配重后即可获得满足工程精度要求的原型结构的动力特性与动力响应;针对大跨度斜拉桥模型结构的配重问题,比较塔和索的配重对结构自振特性和在三向地震波作用下动力响应的影响。研究表明,在对桥梁结构进行静、动力分析时,桥梁结构的模型设计主要应满足刚度相似,试验结果可以根据相似比和相似判据通过配重进行修正,从而为结构的设计与动力试验提供依据。     

空间网架结构的动力性能脉动法测试及分析

为研究某体育场网架结构,利用脉动法对该结构1/10缩尺模型进行了动力特性测试。利用谱分析技术对所采集的数据进行分析,得出该结构的自振频率和各阶振型。根据实际模型,运用ANSYS软件建立有限元计算模型,得到该模型的各阶自振频率和模态的理论值。将试验结果与有限元分析结果进行对比,结果表明:实测结构自振周期小于理论分析值,模态相似。     

北京奥林匹克中心演播塔动力特性实测研究

本文为了研究北京奥林匹克中心演播塔,利用脉动法对该结构进行了动力特性测试。利用谱分析方法对所采集的数据进行了分析,得出了该结构的自振频率和模态。根据实际结构,利用软件SAP2000建立了该结构的三维有限元模型,采用特征向量法,得到了该结构的自振频率和模态的理论值。测试结果与理论计算结果对比表明,结构的频率相差不到12.5%,模态相似。     

振动台模型试验中一种消除重力失真效应的动力相似关系研究

本文从固体力学的Lame方程和牛屯粘性流体力学的Navier-Stockes方程推导振动台模型试验的动力相似关系。使主要参量的动力相似关系得到满足，同时提出一种将结构构件的三维方向取不同缩尺比的方法来消除重力失真效应的影响，文中给出了一个三维框架模型和一个考虑流固耦合效应的中子增殖反应堆模型的动力相似关系示例。     

动力试验模型在任意配重条件下与原型结构的相似关系

采用量纲分析法和动力方程法,推导了动力试验模型在任意配重条件下与原型结构的动力相似关系,并介绍了在弹性及弹塑性阶段,如何应用得出的相似关系由模型的试验结果推算原型的动力性能。以两个底部框架砖房1/6 比例模型在不同配重条件下的振动台试验结果及动力分析结果的比较分析,验证了给出的动力相似关系的正确性     

量纲分析法在结构动力试验中的应用

采用量纲分析法推导了结构动力试验的相似条件,基于该相似条件可以求出模型结构与原型之间的相似阻尼比,地面加速度的相似比和任何与结构动力相关的物理量的相似比。并将其应用到某新型专利承重砌块模型的地震模拟振动台试验的抗震性能的研究。     

城市地下综合管廊通风缩尺模型的相似性分析

缩尺模型与实际原型的相似性对于缩尺模型实验结果在原型上的推广和应用有着重要作用。为了验证相似理论可靠性,以某综合管廊电力舱为实际原型作为研究对象,按5∶1的几何缩尺比例建立缩尺模型;运用相似理论,推导出相似准则数,在忽略格拉晓夫数Gr的条件下,得到了实际原型与缩尺模型各边界条件物理参数的比例关系;通过Fluent软件分别对原型和模型进行不同工况下的数值计算;对原型与模型计算结果中的热力和动力相似敏感性进行了分析,结果表明,各工况原型与模型的温度、热流密度、速度和阻力系数均符合理论推导的比例关系,各参数误差均在工程允许的10%范围内,为后续指导实验进行通风优化研究以及实际工程的推广应用提供了理论依据。     

大跨度屋盖气弹模型风洞试验需要满足的相似条件

参照经典流体力学流动相似准则的推导方法,针对大跨度屋盖详细推导了结构动力相似准则,并对各相似准则进行了细致的讨论及取舍,总结出大跨度屋盖气弹模型风洞试验需要满足的相似条件.同时本文特别论证了大跨度屋盖气弹模型风洞试验可以不模拟傅罗德数相似准则,这将在很大程度上简化模型的设计和制作.最后以具体的应用实例进行了验证.     

机械结构在多种载荷作用下的模型相似判据

本文运用相似理论的量纲分析法，对承受两种和两种以上载荷的机械结构的原型与模型的相似性进行了分析，分别推导出模型设计的相似判据、相似关系、以及原型与模型结构的应力应变和位移的换算公式。     

动力排水固结模型试验设计研究

以广州国际会展中心一期工程动力排水固结软基处理项目为工程背景,根据相似理论并考虑实际工程因素,推导了模型试验相似判据,依此进行模型试验设计,在模型试验制作实施中,给出了模型试验箱制作、模型土层模拟、加载系统模拟、测试系统模拟、研制了数字控制及数据采集系统,给出了试验测试方法,并进一步进行了贴近实际施工工艺的室内模型试验,使动力排水固结加固机理的研究更加深入.     

预应力索杆结构模型相似理论及其验证

缩尺模型试验可用于评估大型预应力索杆结构的静动力性能,而按照相似理论设计的缩尺模型、施加外荷载和边界条件等均对静动力试验结果的准确性至关重要。为此,对需要考虑几何大变形的预应力索杆结构的静力、动力相似理论进行研究。采用方程分析法建立了索杆结构的静力非线性相似准则,进一步研究了自振频率与振动模态的相似性关系。采用量纲分析法建立了索杆结构时程分析相似性条件,并结合算例进行了验证。结果表明：当杆件长度、截面积、内力、外力以及材料弹性模量等存在相似性,且外力、轴向刚度、内力相似比相同时,缩尺模型与实际结构的静力非线性变形具备相似性;材料弹性模量、质量密度、杆件长度、截面积、内力存在相似性,且内力与轴向刚度相似比相同时,缩尺模型与实际结构的振型相同、频率满足相似性;要达到索杆结构的时程分析相似性,需考虑时间、杆件长度、截面积、外力、内力、材料弹性模量以及边界条件的相似性。     

张拉整体塔结构动力特性研究

以在天津塘沽拟建的30m高张拉整体塔为背景,提出了分层组装、顶层一次张拉的制作思想,并利用这个思想制作了1∶5的缩尺模型.采用脉冲锤击法测试了模型的固有频率、阻尼比、模态质量、模态阻尼、模态刚度和模态振型等基本动力特性参数,得出张拉整体塔结构的基本动力特性.与理论分析结果比较,两者吻合良好,为今后张拉整体塔的风振效应和地震反应等动力分析提供重要的基础数据.     

悬索屋盖结构抗风动力性能的风洞实验研究

本文根据所推导的悬索屋盖结构气弹模型相似条件，对悬索屋盖结构在风荷载作用下动力笥能进行了气弹模型风洞实验。研究了各种结构参数对其气动性能的影响，给出了结构位移随风速变化的曲线。     

综合管廊预制板吊装动力系数试验研究及估算方法

预制装配式综合管廊的预制板吊装计算时需确定其动力系数。对实际足尺预制板在吊装过程中的动力响应开展了试验研究,进行了动力系数的测定。有限元动力分析表明,对于该长宽比大于2.0的预制板,其1阶竖弯模态和具有弹性支座的欧拉梁一阶模态相似。采用该欧拉梁和瑞利法,提出了预制板吊装时的频率及动力系数的简化估算方法。理论计算结果和试验值进行了比较,两者吻合良好。     

结构动力模型的改进直接修正方法及工程应用

直接模型修正方法是一类经典的解析动力模型修正技术,该方法具有计算高效和精确匹配目标模态参数等优点,但仅考虑与频率和振型相关的约束,导致修正模型预测的模态参与因子与实际识别值存在差异。针对该模态参数匹配不完备问题,提出了一种改进的直接模型修正方法。改进方法考虑模态参与因子在质量矩阵中的修正,采用约束最小化技术,推导了质量矩阵的最优解,并结合已有的刚度矩阵修正技术实现结构模型修正。以一栋实际消能减震建筑结构为应用对象,利用结构地震监测数据估计的模态参数,采用改进方法修正结构初始有限元模型,验证了改进修正方法的准确性。     

土体边坡振动台模型试验的相似律研究

在相似第三定理的基础上,采用相似转换的方法,完成了土体边坡振动台模型试验中模型边坡和原型边坡中相似关系设计,推导过程中假设土体的抗剪强度遵循莫尔—库仑定理,考虑地震过程中土体的实际性能,选用等价非线性粘—弹性模型作为土体动力计算模型,对所得相似律进行归一简化,最终得到了符合实际又较简洁的边坡振动台模型试验相似律。     

木梁基于曲率模态技术的损伤识别

利用有限元分析软件建立了木梁的损伤模型,获取了不同损伤参数的曲率模态;基于结构动力学中梁自由振动的理论,推导了木梁基于曲率模态的损伤程度判定理论;对人工模拟的损伤木梁进行了模态试验.结果 表明:曲率模态对损伤识别非常敏感,损伤位置可通过曲率模态图的突变判定,损伤程度可以根据突变程度判定;模态分析试验结果与有限元分析结果吻合较好;有限元算例和模态试验验证了损伤程度判定理论公式的适用性,采用曲率模态技术对木梁进行损伤检测是有效可行的.     

巨-子型青控结构体系的抗震动力可靠度结构优化研究

利用地震作用下巨-子型有控结构的动力响应特性,基于复模态理论,推导了在随机地震激励下的均方响应表达式;采用变形准则定义了巨-子型有控结构的极限状态,根据首次超越机制,并基于串联可靠度模型建立了在给定地震动下的条件动力可靠度计算方法.通过一个巨-子型有控结构计算实例,证明此方法计算简单,易于工程应用.结果表明:附加柱是结...     

润扬大桥悬索桥索塔结构动力特性实测

润扬长江公路人桥是我国在建规模最大的索支承结构，索塔作为其中一个重要的结构组成部分，掌握其结构动力特性，可以完善理论分析模型，从而为全桥模型的建立和进一步建立润扬大桥结构安全健康监测系统提供最原始的指纹数据。本次测试是在严格符合各项操作规程的条件下，采用环境激励法完成的，在对测试数据进行统计分析后，获得了索塔结构动力特性，并在此基础上，修正了理论模型。然后，对模型进行了有限元模态分析，所得结果与测试结果比较，相当接近，误差极小，证实了理论模型的正确性和可靠性。并在实测结果和理论模型分析结果的基础上，建立了索塔的有限元杆系模型，通过对其进行模态分析，结果进一步论证了理论实体模型的精确性。     

ANSYS在巨型钢框架结构模态分析中的应用

对有限元模态分析基本理论及ANSYS环境下模态分析的过程进行了论述,通过对复杂巨型钢框架结构模态计算分析,得到了此模型的固有频率和相应的振型,为巨型钢框架结构的进一步动力分析提供了依据。