含聚酯缆绳锚泊系统疲劳分析及布置方位优化

为更合理地布设兆瓦级波浪能发电装置及其锚泊系统，开展浅水域含聚酯缆绳锚泊系统的疲劳损伤分析及布置方位优化研究。首先，在ANSYS-AQWA软件中建立发电装置与锚泊系统的耦合分析模型，采用时域分析方法计算各锚泊线在不同短期海况下动态响应；其次，采用雨流计数法，计算得到相应的锚泊线的疲劳载荷谱；然后，考虑波浪玫瑰图，基于Miner疲劳累积损伤理论计算各锚泊线在长期海况条件下的疲劳损伤；最后，设计4种对能量捕获有利的波浪能装置布置方案。研究发现不同的布置方案中锚泊线疲劳寿命差异较大，故建议在工程中，除了要考虑能量捕获效率外，还应计算装置的布置对锚泊系统疲劳寿命的影响，从而得到相对最优设计。     

非一致地震激励下大跨度桥梁随机振动时域显式法#br#

对于大跨度桥梁结构,地震激励的空间效应不应忽略。考虑到随机地震激励的非平稳特性,为提高计算效率,有必要在时域内直接开展非一致地震激励下大跨度桥梁的随机振动分析。基于相对运动法,推导非一致地震激励下结构动力响应的时域显式表达式,提出可考虑非一致地震激励的时域显式直接法,可快速获取结构响应的统计矩;同时提出高效的时域显式随机模拟法,可进一步获取非一致地震激励下结构响应的平均峰值等更全面的统计信息,并可有效实现结构的动力可靠度分析。以某主跨1200m悬索桥为工程实例,开展顺桥向非一致地震激励下的随机振动分析,分别研究地震激励的行波效应、失相干效应和局部场地效应对桥梁关键响应标准差、平均峰值和结构抗震动力可靠度的影响。研究结果表明,对于该桥主梁跨中和主塔塔顶顺桥向位移,非一致地震激励下的响应标准差和平均峰值均小于一致地震激励下的结果;而对于该桥主塔塔底内力,非一致地震激励下的响应标准差和平均峰值有可能大于一致地震激励下的结果,其中弯矩和剪力的平均峰值增幅分别可达21.6%和19.5%;此外,地震激励的空间效应对该桥的体系失效概率也有较大影响。     

高层建筑地震作用计算的时域显式随机模拟法

目前我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中所推荐的振型分解反应谱法和时程分析法尚无法完全反映地震动随机性对建筑结构的影响,采用真正意义的随机振动方法计算复杂高层建筑地震响应的需求越来越迫切。结合新修订的广东省标准DBJ 15-92—2013《高层建筑混凝土结构技术规程》,全面介绍了结构地震作用计算时域显式随机模拟法的计算原理和实现方法,内容包括:1)通过迭代计算直接获得与现行规范反应谱完全等效的地震动加速度功率谱;2)给出基于精细积分和Newmark-β积分格式的结构地震响应显式表达式的构建方法;3)结合地震动随机过程的数值模拟,统计分析得到结构平均峰值响应。以广州西塔等4栋超高层和高层建筑为工程应用实例,显示了时域显式随机模拟法在高层结构抗震分析中的高效性和实用性。计算结果表明,时域显式随机模拟法和传统振型分解反应谱法的计算结果存在一定差异,最大差异可超过25%,反应谱法的内力计算结果普遍偏小。     

大跨度空间结构抗震分析的非平稳随机振动时域显式法

大跨度空间结构自振频率高度密集,振型耦联作用明显,采用传统振型分解反应谱法计算结构地震响应时,存在振型组合数量大、组合方式不尽合理等问题。采用真正意义的随机振动方法计算大型复杂结构地震响应的需求越来越迫切。时域显式法基于动力响应显式表达式进行随机振动分析,具有良好的计算精度和计算效率,为大型复杂结构的随机振动分析提供了一条有效途径。以时域显式法为基础,在通用有限元软件平台上实现了大跨度空间结构在非平稳地震作用下的随机响应分析。以广州亚运会自行车馆抗震分析为工程应用实例,验证了时域显式法在大跨度空间结构抗震分析中的高效性;同时,计算结果还表明,相对于时域显式法的结果,传统反应谱法的计算结果偏于保守。     

空芯光子晶体光纤的纤芯设计及特性研究

为了研究纤芯形状和大小对光纤特性的影响,设计了2种纤芯形状的7芯空芯光子晶体光纤(HC-PCFs),并与传统的十二边形纤芯的HC-PCFs进行了对比.运用有限元法进行仿真计算,结果表明:内凹圆化型纤芯的HCPCF比普通十二边形的HC-PCF具有更低的泄漏损耗和波导色散,而内凹直线型纤芯的HC-PCF具有特别的波导色散特性,新设计的纤芯结构未来可用于大容量光通信、光孤子传输以及色散补偿中.     

三边型兆瓦级波浪能装置锚泊系统动力特性分析

采用ANSYS-AQWA软件建立三边型兆瓦级波浪能装置及其锚泊系统分析模型，计算正常完整状态和锚泊线断裂1根状态下装置和锚链的动力特性，分析聚酯缆绳的刚度、环境入射角及平台锚链的出链长度对锚泊系统的最小安全系数的影响。结果表明：锚泊系统的最大张力受聚酯缆绳动态刚度的影响显著；当采用锚泊线初始构成方案时，对于部分环境入射角，锚泊系统的最小安全系数不满足规范要求，但通过调整平台锚链的出链长度，使得在正常完整状态和有1根锚泊线断裂状态下均满足相应规范要求。最后，根据计算分析对工程上的布置设计提出建议，从而在保证锚泊系统可靠性的同时提高整体工程的经济性。     

强风下导线的等效随机静风荷载概率模型

输/配电线路是典型的风振敏感结构，而且导线风荷载往往大于杆塔自身风荷载。结构风荷载常呈现强随机性，合理地考虑这种随机性是输/配电线路抗风设计与风险评估的基础。该文以气弹模型风洞试验为依据，结合随机风振反应基本理论，获得导线等效静风荷载的计算方法；引入强风风场特性参数的随机性，推导并拟合得到导线的等效随机静风荷载概率模型；将建立的随机风荷载概率模型应用于配网结构的可靠度分析中，评估现有配网结构规范设计的可靠度水准。分析结果表明，导线风荷载效应占比大于5%时，按现有配网线路规范设计的构件可靠度指标低于构件呈现二级延性破坏所对应的目标可靠度水平。该文建立的随机风荷载概率模型，考虑了平均风荷载的随机性、脉动风荷载的随机过程性及其对结构的随机动力效应，同时引入了描述脉动风随机过程特性参数的随机性，可应用于强风下输/配电网的抗风设计和风险评估。