地下复合组合框架结构动力响应分析的双厚梁有限元法

<正>一、概述与计算模型 防护工程的重要问题之一是地下结构的动力分析,而地下结构分析的关键又在于结构与介质的相互作用问题。这一课题在国内外已开展了相当广泛的研究,但一直未能得到比较满意的解决。其主要原因在于结构与周围介质动力相互作用是一个相当复杂的力学、数学问题。一些比较精确的分析方法,如:波动理论解析解,其解题范围十分有限;三维有限元法存在计算工作量大和边界难于处理等问题;引入人工边界的二维有限元法费用仍甚高,并需要掌握一定计算技术。作为应用,国内外大多趋向以一维波理论为基础来讨论土与结构相互作用     

人工边界在土石坝地震动力响应中的应用

针对土石坝地震动力响应问题,为了吸收有限域边界处的外行波动能量,需要在模型中施加粘性边界;为了使分析结果更为可靠和合理,引入自由场和粘性边界共同作用的叠加边界。在此基础上,对土石坝进行了详细的动力分析。结果表明,在地震力作用下,土石坝动力响应值对动力输入有可观的放大作用,并且水平地震力是主要的动力输入,在工程上应当慎重考虑。     

自由场传感器外形结构对冲击波测试的影响研究

对目前常用的笔式、杆式、盘式自由场冲击波传感器进行了激波管动态校准,借助matlab语言建立了不同外形结构的系统函数,仿真分析了外形结构对冲击波测试的影响。 激波管校准和仿真结果在爆炸源和传感器在同一高度的冲击波超压测试试验中得到了验证。得出如下结论：杆式传感器所测超压值过冲量最大,超压曲线形状有些失真,正压作用时间偏小;盘式结构所测的超压峰值和正压作用时间误差最小。通过传感器高于爆高的试验发现：当激波从传感器的斜下方传播到传感器时：笔式结构与掠入射时相比变化最小,且所测冲击波超压峰值比真值大;杆式结构变化最大;盘式结构与真值的误差最大。最后给出了在现场测试试验中选用传感器安装结构的一些建议。     

基坑开挖对邻近桩基影响的两阶段分析方法

城市建筑物密集区深基坑开挖必然引起周围土体侧向移动,使邻近桩基产生水平变形和附加应力及弯矩,最终可能使上部建筑物功能失效。针对该领域目前存在的三维数值法建模复杂及计算耗时的缺点,提出两阶段分析法,该方法首先根据影像源法计算由于基坑开挖地层损失引起的坑外土体位移场,然后基于Winkler地基模型建立基坑开挖与邻近桩基相互作用的弹性地基梁微分方程组,并推导基坑开挖对临近桩基侧向响应影响的数学解析解矩阵表达式。最后结合实例分析表明,该方法计算结果合理可行,能够有效地分析基坑开挖对邻近桩基的影响。     

水中目标自由场声辐射特性还原及远场声辐射热区识别

获取水中目标的声特性对目标识别和分析十分重要。为解决水中目标声特性测试中自由场条件难以实现的问题,消除结构表面能量流对远场声辐射热区识别的干扰,提出结合基于边界元自由场还原技术和表面贡献法的声场分离技术,实现水中近场非自由场环境中获取水中目标的声特性和识别远场声辐射热区。数值模拟结果表明：非自由环境下基于边界元的声场还原方法还原得到的声场声压、声功率等特性,与直接在自由场获取的结果基本相同;进一步利用表面贡献法过滤掉循环于振动结构表面的能量流,能够在近场识别远场辐射热区。该方法突破了测试环境限制,可大幅降低测试费用,具有一定的工程应用价值。     

一种评估自由场隔声测试中边缘衍射影响的数值分析模型

水声工程中，改善和提高自由场材料声学测试精度和可靠程度对水下航行器的声隐身设计具有非常重要的工程应用价值和现实意义。本文基于边界元和有限元方法对自由场材料隔声测试中存在的边缘衍射影响进行了数值评估模型研究，理论评估模型、分析条件和分析步骤均以实际测试为基础，并以水下钢板法向隔声测试为例计算分析了边缘衍射对轴向接收和偏轴向接收的影响程度和特点。研究表明，边缘衍射对自由场隔声测试的影响与样板几何尺寸和测试频率波长相对大小以及样板、声源和接收场点的空间几何配置等因素关系密切；与轴向接收相比，小角度偏轴向接收对抑制半波长与样板几何尺寸相当或远大于样板几何尺寸频段的边缘衍射影响较为有效，抑制效果与偏轴向距离及其相关轴向距离的选取有关。研究结果表明，该模型对更好地开展自由场材料隔声测试具有指导意义。     

1—3型压电复合材料圆柱形水听器

通过对圆柱形水听器在低频接收时的静态理论分析,得到了1－3型压电复合材料径向极化圆柱形水听器的自由场电压接收灵敏度计算公式;分析了不同背衬材料及不同厚度的复合材料对圆柱形水听器灵敏度的影响;实测了1－3型压电复合材料圆柱形水听器的自由场电压接收灵敏度。试验值与理论计算值基本吻合。     

地基辐射阻尼和库水对拱坝非线性地震响应的影响

针对拱坝坝体—地基—水库系统的动力计算分析，采用考虑无限地基辐射阻尼、坝体横缝非线性和自由场输入的模型程序，以溪洛渡拱坝为工程实例，对不同库水位下，考虑或不考虑地基辐射阻尼的工况进行了系列的计算对比研究。研究结果显示，低水位是横缝开度控制工况，高水位是坝体应力控制工况；对所有水位，地基辐射阻尼都带来坝体地震响应的全面降低，但不影响反应的总体规律。     

用改进的Prony方法在自由场中测量材料的反射系数

本文介绍了Prony方法在自由场中测量材料反射系数方面的应用，研究了其改进的方法，编制了程序，并进行了计算机模拟，对其中的时间窗、展开阶次、既定极点、步长等因素进行了全面讨论。结论说明：Prony方法用于分析短时瞬态信号，对自由空间的声学材料小样品的低频测试来说，具有相当满意的效果。     

结构隔声测试方法实验研究

结构隔声测试在结构声学设计、环境噪声控制、建筑声学和国防工业等领域应用广泛。本文在引入边缘衍射时域分离技术和虚拟仪器测试技术的基础上,以铝板为样品,以半消声室为测试场所,对自由场法在结构隔声测试领域中的应用开展了实验研究,并对边缘衍射、测试脉宽、系统增益和平均时间等因素对测试结果的影响进行了理论分析。此外,为改善测试信噪比和系统频响带宽特性,还分别提出了样品等效放大技术和组合宽带发射技术。实验研究结果表明:在有效带宽内,隔声测试结果与理论值吻合较好,平均偏差仅为0.05dB左右,测试精度较高。自由场法不需要专门的隔声室设施,实现了非隔声室环境条件下的结构隔声测试,测试结果准确可靠,特别适用于工程现场测试,值得尝试与推广。