大型岸边起重机的地震振动台试验研究

设计了集装箱码头岸边装卸起重机（简称岸桥）的1∶50缩比模型及其隔震装置;利用锤击模态试验和地震振动台试验获取了1∶50缩比模型在有无隔震装置下的动态特性和地震响应。试验结果表明：岸桥自身结构具有相对较大的地震抵抗力和整体稳定性,能够满足抗震设计的要求;隔震装置开启后,各测点应变响应的幅值及加速度响应的幅值均有明显的减小,这说明岸桥所采用的隔震装置设计合理有效,且减震效果明显。     

集装箱起重机的脉动风场仿真及响应分析

基于准定常假定,采用谐波叠加法仿真集装箱起重机的脉动风场并对其进行脉动风载作用下的抖振响应分析。风场仿真结果表明,除自谱的低频误差较大外,风速样本的功率谱密度与目标值完全一致。岸桥前梁端点的位移响应谱表明,低频的脉动风载荷对岸桥的基频模态具有最强的激振效应,且紊流风作用下岸桥前梁端点顺风向抖振最大位移高达53mm,可能会激起梁上小车与轨道的耦合振动,影响梁上电动小车行驶安全性,而横向和竖向脉动风下的振动位移很小,可忽略不计。     

大型岸桥结构的轻量化技术研究及应用

大型岸边集装箱桥式起重机(简称岸桥)是重要的港口机械,钢材用量是影响岸桥成本的主要因素,因此,轻量化是岸桥设计制造的关键技术。首先建立岸桥的参数化动力学模型,分析岸桥的载荷特性,并进行有限元强度分析;在此基础上参数化提取金属结构中危险单元的应力和危险节点的变形,以强度、刚度和第一阶整体模态频率为约束条件,对岸桥金属结构进行轻量化设计,在满足设计要求的情况下得到岸桥的轻量化设计方案。优化结果表明,所提方法可以在不降低岸桥强度和刚度性能的条件下,岸桥钢结构重量减少5.75%,质量和应力分布更加均匀、合理,显著改善了经济性,同时计算得到的大梁的疲劳寿命也满足设计要求。     

集装箱起重机强震非线性动力模型及损伤研究

集装箱起重机(岸桥)在强震作用下,结构损伤、非线性特征主要是由门腿的变形反复进入非弹性状态及P-Δ效应所致.为综合反映P-Δ效应、屈服硬化、强度和刚度退化等滞回因素对岸桥结构地震延性需求和损伤的影响,基于Bouc-Wen模型,建立岸桥等效单自由度体系(SDOFS),对结构双向地震载荷作用下的动力响应进行量化分析,并与采用双线性模型计算的结果对比,验证Bouc-Wen模型的可靠性.研究表明:不考虑退化效应时,理想双线性模型和Bouc-Wen模型计算结果具有较好的一致性;在地震水平激励下,重力引起的P-Δ效应对岸桥结构地震延性需求影响较大,而竖向地震激励的P-Δ效应影响较小;充分考虑滞回特性对岸桥结构非线性地震损伤指数评估偏于安全.     

岸边集装箱起重机风振动研究

针对岸边集装箱起重机(简称岸桥)的结构特点及其工作环境的特殊性，采用Wilson-θ法推导了脉动风压作用下结构的动力响应计算公式，通过编制风振计算分析程序，对实际的岸桥进行风振计算机仿真。     

安全级DCS抗震机柜结构设计及仿真分析

本文设计了一种安全级DCS抗震机柜的框架结构,主要包含了底座、顶框、立柱和其他部分的结构,然后对此机柜框架进行了有限元仿真验证,包括了模态计算和反应谱计算,最后参考RCC-M的相关标准对机柜应力计算结果进行校核。计算结果表明,机柜框架有足够的刚度以使其最低阶的模态的频率避开地震反应谱的波峰。同时,在地震加速度的作用下不会发生结构上的破坏。     

基于模态刚度和强度的岸桥金属结构轻量化研究

提出了基于模态、刚度和强度的岸桥金属结构轻量化设计方法,该方法在保证第一阶整体模态频率不降低、大梁最大变形不增大以及结构最大应力不超过允许范围内的条件下,以HyperStudy和ABAQus为工具,应用自适应响应面优化方法,进行尺寸优化设计,实现岸桥金属结构轻量化设计.该方法成功应用于某新型岸桥金属结构轻量化设计,最终在模态和刚度基本不变、结构最大应力仍在弹性范围内的情况下,减重14.2吨.     

基于ANSYS的桥式抓斗卸船机结构抗震性能分析

针对桥式抓斗卸船机在地震作用下的动态响应和抗震性能问题,对卸船机结构在地震作用下的结构强度、应变特性、轮压稳定性以及损伤模式等方面进行了研究,提出了基于ANSYS的结构抗震分析方法。结合传统岸桥和建筑抗震分析理论,利用ANSYS建立了桥式抓斗卸船机钢结构有限元模型,对卸船机在不同工况和不同地震激励下的位移响应、应力响应和轮压进行了地震等效静载分析计算,明确了卸船机的关键位置。在等效静载分析的基础上,根据拟建场地的基础特性和卸船机的结构振动特性,选取了合适的抗震设计反应谱和典型地震波记录,对卸船机主要工况在不同地震激励下进行了反应谱分析和动力时程分析,并将其与等效静载分析的实验数据进行了对比研究。实验结果表明:桥式抓斗卸船机有较好的抗震性能,满足规定的抗震设防烈度7度,保证了其钢结构设计的正确性,对卸船机的抗震研究领域和工程应用具有参考意义。     

大型储液罐的地震反应初探

随着大型储液罐在石化工业的广泛应用,其震害分析变得极为重要。利用ANSYS软件在空锚固式储液模态分析的基础上,输入模拟的地震加速度反应谱,得出了横向地震力作用下的较为精确详尽的储罐响应结果,直观的再现了空储液罐在地震力作用下的受力情况和薄弱环节,从而为储液罐的设计提供了可靠的依据,为进一步分析大型储液罐充液状态时的地震反应起到抛砖引玉的作用。     

基于ANSYS的摩天轮模态及地震响应谱分析

应用ANSYS有限元分析软件建立摩天轮的有限元模型,对其进行模态分析,提取前10阶的频率和模态振型,得出结构的自振特性。采用地震振型分解响应谱法,计算结构在不同地震方向作用下动力响应。计算结果表明地震作用下摩天轮满足强度要求,研究结果可为摩天轮结构的抗震设计提供参考。     

核电站70/5t起重机抗震分析研究

应用有限单元法对核级70/5 t起重机进行抗震分析研究,并采用反应谱法,分析了解70/5 t起重机在地震时的结构抗震特性,为今后核级起重机抗震分析进行了有益的探索。     

基于谱分析的30m望远镜三镜支撑结构地震分析

为了满足30 m望远镜 （TMT）三镜系统（M3S）对抗震性能的要求,对在返回周期为200年和1000年的地震载荷条件下的三镜支撑结构的性能进行了分析。首先,根据三镜支撑结构的特点,对TMT整体的地震响应谱进行了修正,得到了适用于三镜支撑结构的地震响应谱。然后,分析了三镜支撑结构在不同等级地震激励下的位移、应力和加速度响应。分析结果显示,当返回周期为1000年的地震从水平面内两个正交方向及竖直方向同时传递到三镜支撑结构中时,系统响应最大;此时,三镜支撑结构中各部件的最大加速度为2.844g,最大位移为1.544 mm,最大应力为552.316 MPa,三镜上最大应力为1.401 MPa。根据材料力学性能可知,侧支撑杆会发生破坏,需要采取地震防护措施对三镜进行保护。本文在进行谱分析时较完整地考虑了各项因素,结果数据精确可靠,可为三镜系统的详细设计提供指导。     

地基与密肋复合墙结构动力相互作用测试分析

为研究黄土地基与密肋复合墙结构相互作用对结构地震响应及破坏机制的影响规律,分别在考虑地基与结构相互作用及刚性地基条件下进行了1/15比例密肋复合墙结构振动台试验。按不同烈度输入单向水平、双向水平及三向加速度的EL-Centro波和天津波,测试了结构的加速度反应,比较了考虑相互作用与刚性地基条件下的水平加速度响应,对比了两种条件下的破坏现象,分析了地基对所输地震波的放大效应及相互作用对结构楼层动力响应的影响。结果表明:输入地震波后,相互作用体系的破坏形式为地基开裂,刚性地基条件下结构的破坏形式为底部拼接缝滑移;地基对地震作用的放大效应与地震波频谱特性、幅值及输入方式相关;相互作用对不同楼层水平动力响应的影响程度不同,也受到地震波频谱及烈度的影响;各工况条件下的相互作用效应与地基放大效应较为接近,可将地基对地震作用的放大系数作为考虑相互作用后的地震作用效应调整系数。     

塔式起重机地震效应的初步分析

地震对高层与高耸结构的破坏通常非常严重,且其破坏往往隐藏着潜在危险。先应用ANSYS有限元软件对某公司产的TC6010塔式起重机进行整体建模,并以此为基础对塔机进行模态分析,在施加宁河天津波后得到位移以及速度的响应,对获得的结果进行了初步的分析。由计算结果可知塔式起重机为低频振动系统容易引起结构共振,在地震波的作用下,塔式起重机塔机最先可能在起重臂产生破坏。     

内罐泄漏条件下LNG储罐外罐地震响应分析

针对内罐泄漏条件下LNG(液化天然气)储罐混凝土外罐,采用不同场地、不同方向地震波对其进行地震响应分析,得出地震波波形及方向对储罐外罐的地震响应的影响。结果表明:坚硬场地垂直向地震波对外罐加速度的影响较小,其他场地垂直向地震波对外罐的加速度影响较大,特别是软弱场地的影响最大;垂直向地震波对外罐有效应力的影响很小。     

大型抗震集装箱起重机模型设计与动力分析

根据在地震载荷作用下大型集装箱起重机出现的损坏形式,以我国第一台带有抗地震装置的岸边集装箱起重机为原型进行地震试验的模型设计以预测起重机在地震作用下的响应。依照相似理论对试验模型进行设计分析,得到试验模型在外形尺寸、结构质量分布、刚度以及加速度的理论相似关系,并通过原型和试验模型的ANSYS有限元计算保证模型设计的正确性。通过地震载荷时程响应分析得出在起重机在不同工况以及抗震装置是否开启等多种状态下的轮压响应,地震台实验数据验证了抗震装置在地震过程中良好的抗震效果。     

大跨双层斜拉桥的行波效应

以目前跨度最大的双层公路斜拉桥——上海闵浦大桥为例,研究行波效应对大跨双层斜拉桥地震响应的影响。建立考虑双层桥面间不同腹杆的梁壳空间有限元模型,通过静力几何非线性分析获取全桥的初始平衡态,在此基础上进行特征值分析与几何非线性动力分析,分别获取全桥的动力特性与地震响应。分析了3组不同地震波在不同视波速下的大跨双层斜拉桥的地震响应,给出了视波速对主塔、辅助墩地震响应以及塔梁、墩梁纵桥向相对位移的影响规律。研究表明,行波效应对大跨双层斜拉桥地震响应的影响对地震波特性以及视波速具有一定的依赖性,因此选定合适的地震波与确定合理的视波速范围尤为重要。     

桥式起重机金属结构的应力谱试验及数据处理

对桥式起重机金属结构进行应力谱试验,开发了基于全封闭计数模型四峰谷计数原则的雨流计数法程序。然后进行预数据处理、数据处理获得应力谱,并以一台75/30 t的桥式起重机为例,进行现场测试记录,用上述方法获得5 d的实际工作循环应力-时间历程。     

2800mm非锚固金属储液罐大型地震模拟实验

为了研究大型石油储罐在地震载荷作用下的动态响应行为,对2800 mm非锚固圆柱形金属储液罐开展大型地震模拟实验。依托国内先进的地震模拟实验台,对实验用模型罐输入水平、竖直和多维组合方向地震激励来测试分析其地震动态响应行为规律,研究多种激励下,储液高度、有无浮顶、地震波幅值和频率等因素对模型罐动态响应行为的影响以及它们的联合作用,得到了不同工况下模型罐的绝对位移和提离响应行为规律。同时还系统地介绍了实验所选用的实验装备、模型罐、数据采集系统和地震激励的输入方法等情况。本实验的研究将为大型石油储罐抗震分析、结构设计和计算机数值模拟等提供可靠的数据。