基于近场动力学微分算子的变截面梁动力特性分析方法EI北大核心CSCD

变截面梁式构件广泛应用于工程结构中,其动力特性更是结构设计和状态评估中的重要考虑因素之一。基于新兴的近场动力学微分算子(Peridynamic differential operator,PDDO),尝试提出了一种用于变截面梁动力特性分析的非局部方法。将变截面梁的动力学微分控制方程与边界条件通过PDDO由局部微分形式转化为对应的非局部积分形式,再结合拉格朗日乘数法与变分原理,将非局部积分形式的控制方程与边界条件转化为标准特征值问题表达形式,从而求得自振频率与振型。通过对等截面梁的自由振动分析并与解析解对比,验证了该方法良好的收敛性与准确性。进一步通过求解下边界一次、二次变化的连续变截面梁,证明了该方法对于任意变截面梁自由振动分析的适用性与可靠性。开展含孔变截面梁的自由振动分析,体现了该文的非局部方法在含缺陷构件振动分析和损伤识别问题方面的潜力,可为含缺陷变截面构件的动力分析问题提供新思路。     

特高压直流工程用大截面导线的阻尼特性

自锦屏-苏南±800kV直流输电工程起,900mm2及以上大截面导线开始应用于我国特高压直流输电线路工程。自灵州-绍兴±800kV直流输电工程起,1250mm2大截面导线开始广泛应用。为掌握微风振动条件下大截面导线的阻尼特性,本文基于微风振动模拟试验,以1250mm2系列大截面导线为对象,进行了五种1250mm2系列大截面导线的自阻尼特性试验及分析,得出五种导线自阻尼特性的解析表达式、功率特性及频响特性,给出了1250mm2型线与圆线、1250mm2导线与1000mm2导线自阻尼特性的对比分析。     

闭口薄壁截面圆弧拱空间动力稳定性分析

通过能量法和Hamilton原理,建立径向均布周期荷载作用下闭口薄壁截面圆弧拱动力稳定偏微分方程,利用Galerkin方法将其转化为2阶常微分Mathieu-Hill型参数振动方程,求得周期解所包围的动力不稳定区域,探讨了闭口截面圆弧拱发生空间参数振动的动力稳定性问题,分析了恒载系数、圆弧半径以及圆心角等参数对空间动力不稳定区域的影响,为工程结构动力设计提供参考依据。     

变截面梁式动力吸振器的宽带吸振机理

通过对变截面梁-板耦合结构的功率流研究，提出用变截面梁吸收弹性体的振动，论证了变截面梁式动力吸振器的宽带吸振性能，分析了梁的结构参数、梁在板上的连接位置等对吸振效果的影响，为设计适合于弹性主振系的新型梁式宽带动力吸振器奠定了基础。仿真结果表明：梁式动力吸振器吸振频带宽、吸振效果好，加之其结构简单．安装方便，有一定的工程应用前景。     

轴向功能梯度变截面Timoshenko梁自由振动的研究EI北大核心CSCD

功能梯度材料可以提高结构的强度、改善质量分布和保证工程结构的完整性,因此轴向功能梯度变截面梁已广泛应用于土木、机械和航空工程。提出了用插值矩阵法计算轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率;基于Timoshenko梁理论,将轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率的计算转化为一组非线性变系数常微分方程特征值问题;运用插值矩阵法可一次性地计算出轴向功能梯度变截面梁各阶振动固有频率,并可同时获取相应的振型函数。该方法对于材料梯度函数和截面几何轮廓的具体形式无任何限制条件,计算结果与现有结果对比,发现吻合良好,表明了该方法的有效性。     

耦合凸缘结构间的振动传递

凸缘结构是一种常见的工程结构。用统计能量分析（ＳＥＡ）研究耦合凸缘结构间的振动传递，需要决定其间的耦合损耗因子。本文研究了通过册缘和弹性材料耦合结构间振动传递特性，分析了减振隔振措施，导出耦合损耗因子的计算公式。以通过不同大小截面的凸缘和不同特性的弹性材料耦合的凸级板结构为例，进行了一系列实验测量，耦耗损耗因子的实验测量值与理论估算吻合较好。     

重力坝一维连续模型自振特性分析

本文提出采用一维连续悬臂梁模型进行重力坝自振特性计算的分析方法。将重力坝考虑为变截面铁摩辛柯梁，除弯曲变形外还同时计入剪切变形和截面转动效应。详细推导了有关计算公式，经某实际工程混凝土重力坝实例验证，本文提出的重力坝自振特性分析方法是可行的。     

塔式容器新型扰流减振方法研究

基于塔式容器发生横风向振动的原理,设计了适用于防止塔式容器横风向振动的声波扰流器和喷射扰流器。利用有限元分析软件ANSYS Workbench14.0 建立三维流固耦合数值模型对比分析了两种扰流器在不同扰流速度和扰流频率情况下对塔体周围边界层的干扰效果。结论是速度取一阶临界风速,频率取剪切层不稳定流的脉动频率时,两种扰流器的扰流防振效果最好;同样的扰流参数情况下,喷射扰流器的扰流防振效果比声波扰流器的好。此研究结论为塔器防振措施中扰流器的设计与工程应用提供参考和依据。     

片岩隧道爆破对本洞和邻洞围岩的扰动分析

隧道爆破扰动会引起本洞或邻近隧道的围岩振动和应力重分布,致使既有隧道的结构遭受破坏,从而危及行车安全。为探究隧道开挖引起的截面围岩质点振速峰值和拉应力峰值的关系及其分布规律,结合十白高速公路碳质片岩隧道爆破工程,运用LS-DYNA软件对连拱隧道掘进爆破和单隧道掘进爆破工况进行了计算,探明了典型截面围岩质点振动峰值和动拉应力峰值分布特征,分析得出了在爆破近区隧道围岩质点振速峰值方向和拉应力峰值方向之间相互垂直及其分布规律,在爆破中远区隧道围岩质点振速峰值方向和拉应力峰值方向相同并在一定范围类存在比例关系,为隧道开挖过程中最佳测点布设提供理论依据,并能为类似实际工程提供参考依据。     

三峡摆塔式缆索起重机的构造及性能特点

介绍了三峡摆塔式缆索起重机的构造和性能特点,该机塔架高度居世界第一,通过塔架的摆动扩大工作范围,它具有先进的起升机构,小车驱动机构及操作控制系统,小车及吊钩的运行速度较快,塔架截面小,辅助混凝土工程最小等优点,但需安装较多的绳壳。     

K80-115型塔式起重机的安装技术

K80-115型塔式起重机的起重臂长70m,臂端起重量11.5t,最大起重量32t,起重力矩1000t.m,是当前国内生产的起重力矩最大的高层塔式起重机。通过对该塔式起重机安装技术的论述,为类似结构庞大、部件重量高、连接复杂的大型设备安装工程提供参考和指导。     

组合L型变截面梁的自由振动特性分析

组合梁结构常作为大型复杂结构的子机构被广泛应用于机械、土木等设备中.针对组合梁的振动特性问题,提出了一种基于组合L型变截面梁结构振动特性的计算方法.基于欧拉-伯努利梁理论,推导了悬臂L型变截面梁固有频率和振型的计算过程并给出算例.针对计算结果进行了收敛性分析,通过与有限元法对比验证了该方法的有效性.该方法可以为机械或建...     

波纹管壳结构中振动波的传播

研究了波纹管壳结构中的振动波。运用摄动方法与结构振动的波动方法得到了波纹管结构波动解的形式;在此基础上考察了振动波的频散特性。结果表明：摄动波是以传播波和衰减驻波形式存在;研究了振动波通过圆柱壳－波纹壳不连续截面时的传播特点,从频散特性角度对弯曲波传播进行了解释。本文为工程实际中波纹管接头的降噪预报提供了一种理论方法。     

大型塔式桁架组合结构分析的非经典能量法

本文针对工程上常见的各种塔式桁架系统组合结构的静力和动力分析,提出一种半连续半离散式基于非经典能变形理论的量法。文中,把整体桁架组合结构模拟成变截面的非经典梁,结构中任意结点的三向位移用其截面的四个广义位移(弯、剪、挤、拉)表示,由此导出每根杆件的两端位移,从而可仔细考虑每根杆件的应变、内力及相应的变形能、动能和外力功等。并由能量变分原理导出一组线性代数方程,方程阶次仅与所假定的四个广义位移试函数中待定系数的个数有关,与杆件数目,结点数目,层数等均无关,把大型塔架有限元分析的成百上千个自由度降为十几阶的数值计算问题,因此仅需求解阶次极低的代数方程组。同时,还可方便地考虑各种附加设施的影响。文中给出了实际电视塔结构和海洋平台导管架模型的静动力计算结果,并与其它方法计算结果和试验结果作了比较,表明本法是一种工程上较为通用有效的适于微机分析的简捷计算方法。本文方法也可称为非经典综合离散法,综合离散法     

基于刚性模型与气弹模型风洞试验对比的塔式定日镜风振响应研究

塔式定日镜是塔式太阳能光热发电站中重要的聚光设备,设计时控制荷载为风荷载。通过ANSYS有限元软件建立塔式定日镜结构的有限元模型,经过模态分析可知结构频率分布比较密集,风攻角的改变对定日镜结构的低阶模态影响不大。基于刚性模型测压风洞试验,对塔式定日镜进行风振响应有限元分析,并进行气弹模型测振试验,两者的误差在10%以内。根据有限元分析和气弹模型测振试验的结果可知,影响结构风振的模态主要是前3阶,主檩条端部位置的位移响应最大。结构设计时风振系数建议取为1.57。     

起重机矩形拉杆降低涡激振动节段模型的试验研究

本文对几种宽高比 R=0.76的矩形截面拉杆降低涡致振动的节段模型进行了风洞试验,比较了不同形式的结构和减振效果,建议减振有效的结构形式,对起重机拉杆及其它矩形截面高耸结构的抗风设计提供了资料。     

质量偏心Timoshenko梁的振动波特性研究

在研究船舶、潜艇等工程结构的低频振动时,通常可以将其简化为质量在截面内分布非均匀的梁结构,此质量偏心会引起弯-纵耦合。针对弯-纵耦合的质量偏心Timoshenko梁,推导了其截止频率的解析表达式;探讨了质量偏心对其纵振波、传播弯曲波及衰减弯曲波波数的影响规律;研究了三组波数下纵向/弯曲位移比随频率及质量偏心的变化。分析结果表明,质量偏心会降低梁的截止频率,偏心率越大,降低越明显;弯曲衰减波会在截止频率处转变为弯曲传播波;质量偏心使得非频散的纵向振动波转变为频散波;纵向振动与弯曲振动的耦合在质量偏心率或频率增大时,会进一步加强。     

紧邻地下结构拆除爆破工程的缓冲减振措施

铁四院前大楼爆破工程紧邻浅埋地下室结构,大楼倒塌触地冲击振动对邻近地下室可能造成严重影响。为保护地下结构的安全性,采用有限元数值模拟方法ANSYS/LS-DYNA,分析了楼房倒塌时2.0、2.5、3.0 m高沙堤和3.0 m高沙堤+1.5 m深减振沟4种方案的减振效果,同时考虑施工难度和经济性,最终确定了3.0 m高梯形截面沙堤的减振方案。爆破结果表明,采用多排小间距高沙堤可有效降低楼房倒塌冲击荷载和振动,保障了邻近地下室的安全。     

变截面压电层合梁自由振动分析

考虑压电材料的质量效应和刚度效应,将表面粘贴或埋入式压电悬臂梁看作变截面梁,研究压电材料对智能结构固有特性的影响。基于一阶剪切变形理论导出压电层合梁的抗弯刚度和横向剪切刚度,计及梁的剪切变形和转动惯量,采用Timoshenko理论推导变截面压电层合梁的频率方程。给出了T300/970压电层合梁和硬铝压电层合梁的前3阶固有频率,并和有限元结果、等截面梁的计算结果进行比较。计算表明,压电材料对压电结构固有频率和固有振型的影响显著,在以振动控制为目标的压电结构动力学建模过程中,有必要考虑压电材料的质量和刚度。     

爆破开挖附近地铁隧道振动监测数值分析

利用计算机数值模拟技术分析在既有地铁隧道附近进行隧道开挖时,使用掘进爆破对邻近地铁隧道的振动影响情况。通过计算爆破工作面距离地铁隧道不同位置的工况,得出地铁隧道截面各处的振动峰值速度,并与实际测量值进行比较分析,由此得到实际测点处速度峰值与地铁隧道内最大振动速度峰值的比值曲线和分布函数,从而对基于爆破振动安全阈值下的地铁隧道振动进行控制,对类似工程爆破振动监测可提供一定参考。