流固耦合系统位移-压力有限元格式在渡槽动力分析中的应用

考虑FSI的边界条件,采用变分原理建立了流固耦合(FSI)系统的位移-压力(ui,p)有限元格式,给出流固耦合系统的动力特性方程。建立了矩型和U形渡槽的动力学分析的FSI模型,以非对称特征值求解法求解了大型渡槽的动力特性,并用隐式-显式积分算法计算了强震作用下大型渡槽的动力响应,计算结果表明,基于(ui,p)格式的流固耦合系统有限元分析格式,考虑了槽体与水体的相互作用,简化了计算模型,提高了计算效率和精度,同时也得出不同过水量下两种渡槽结构动力特性和响应的变化规律等结论,可为大型渡槽及同类工程动力设计提供参考。     

考虑流固动力相互作用的大型渡槽地震响应研究

根据符拉索夫及豪斯纳尔理论建立考虑槽内水体与渡槽槽身流固耦合的渡槽薄壁结构空间地震响应计算模型,该模型综合考虑了渡槽横向、竖向、纵向、自由扭转变形、约束扭转变形以及槽内水体对槽身的流-固动力相互作用等。由能量变分原理推导给出了渡槽薄壁梁段单元刚度矩阵及质量矩阵,按粘滞阻尼假设建立了渡槽结构阻尼矩阵。利用该模型对南水北调中线水利工程某大型渡槽进行了多工况地震时程响应计算。计算结果说明在地震作用下,渡槽槽内水质量对渡槽的横向地震响应有较大影响,在大型渡槽抗震设计计算时应予以重视。本文模型计算简单易行,是考虑槽内水体流固耦合作用的渡槽薄壁结构实用的地震响应计算模型,计算结果可为大型渡槽的抗震设计提供参考。     

不同截面形式钢桁架结构动力特性分析

为了研究不同截面形式下钢桁架结构的动力特性差异,根据重力相等原则,运用有限元计算软件ANSYS对空心矩形、空心圆形以及工字形三种不同截面形式的钢桁架结构建立了三维有限元计算模型,并通过模态分析得到了结构的动力特性参数,分析结果表明,相同模态阶数下,工字形截面的钢桁架结构频率较其他截面高。     

界河预应力拉杆拱形渡槽动力特性研究

通过对界河预应力拉杆拱形渡槽动力试验中的结构动力性能检测分析,并采用ANSYS有限元程序,建立了该上承式预应力拉杆拱渡槽整体动力计算有限元模型,给出了渡槽结构的模态计算结果,并进行了分析。     

混凝土渡槽的病害与加固及其动力学研究

渡槽作为一种重要的水工建筑物,在我国有着广泛应用。针对这种特定的结构,分析了其在不利工作环境和设计施工条件下的病害及其对应的加固改造措施。同时梳理了渡槽的动力学研究进展,指出了流固耦合和桩–土相互作用因素对渡槽动力特性和地震作用响应的影响。论述了渡槽的减隔震技术,分析了不同减隔震措施的减隔震效果,从而为其抗震研究和减隔震设计提供依据。     

单人姿态、体重对人-结构耦合系统竖向动力特性影响试验研究

人与结构之间的相互作用被称为人-结构系统的耦合作用。利用自制钢结构简支桥模型,测试了单人站姿、坐姿、蹲姿3种不同姿态下人-结构耦合系统的竖向动力特性,并分析了被测者姿态、体重对人-结构耦合系统竖向动力特性影响规律。分析表明,单人站姿、坐姿会明显降低结构第一阶竖向振动频率,单人蹲姿则会提高结构第一阶竖向振动频率。单人站姿、坐姿、蹲姿3种人体姿态均能提高结构第一阶竖向模态阻尼比,其中站姿提升最大、坐姿其次、蹲姿最小。对于同一结构模型,被测者体重与结构第一阶竖向振动频率、结构第一阶模态阻尼比均呈显著的负相关性,即体重越大,其峰值越小。     

车辆模型对车桥耦合振动影响分析

车桥振动问题是车辆和桥梁两个动力系统耦合振动的问题,为把握桥梁结构动力响应特性,须研究不同车辆模型对桥梁结构动力响应的影响。本文基于车桥耦合振动原理,采用Matlab语言编制了车桥耦合振动专用程序。采用该程序对一座简支梁桥的动力响应进行了分析,对不同车辆模型作用下的计算结果进行了比较,结果表明不同车辆模型对桥梁的动力响应存在差异,且对不同动力响应的影响程度也不同。     

桩土作用对渡槽动力特性影响分析

现有的渡槽数值研究中,都将结构底部作刚接的简化处理,人为地增大了结构的刚度,与实际情况不相符合.本文基于势流体假设建立渡槽-水流固耦合二维联体式渡槽模型,分别计算比较刚性地基约束情况和考虑桩土作用的弹性地基约束情况下的渡槽结构在不同水深工况下的计算结果,分析各工况下土-结构相互作用的影响变化.结果表明,槽内水体作用和槽底桩土作用均使结构自振频率降低,并且前者对后者的影响不容忽视.     

海上风机的分部与整体结构设计现状

海上风机结构是一个相对复杂的结构系统,其动力响应受到多种环境因素影响,且多种荷载之间的相互作用是一种非线性行为。此外,风力机不同组成部分之间都有其独特特性,结构间的耦合作用决定着风机在非平稳环境力作用下的整体动力反应。分别综述了风机叶片的转动与弹性变形的耦合、塔架与叶片的耦合、塔架的优化设计、基础的模型以及结构随参数变化敏感性分析。最后对未来有待于进一步研究的问题进行介绍。     

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。     

基于复形法的大跨屋盖结构有限元模型修正研究

根据环境振动测试的模态数据,首次采用复形法对广州国际体育演艺中心屋盖结构进行有限元模型修正研究,并与ANSYS一阶算法、改进BP神经网络算法和粒子群算法修正有限元模型进行对比分析。研究结果表明:修正后的有限元模型的模态频率与实测的模态数据比较吻合,复形法可以作为大跨屋盖结构有限元模型修正的一种有效方法。     

基于径向基神经网络的桥梁有限元模型修正

基于某预应力混凝土大跨刚构-连续梁桥的ANSYS有限元模型,提出一种基于径向基神经网络的有限元模型修正方法。该方法以不同设计参数条件下有限元模型模态分析频率作为输入向量,以对应的桥面单元、中墩、边墩的弹性模量、密度等设计参数修正值作为输出向量,利用径向基神经网络来逼近两者之间的非线性映射关系。结合该桥梁结构健康监测系统中加速度传感器监测的桥梁结构动力反应的加速度数据,利用神经网络的泛化特性,直接计算出有限元模型设计参数的修正值。研究结果表明:修正后的有限元模型能更真实地反映结构的物理状态,较好地反映该桥梁结构的真实动力特性。     

渡槽支撑框架在罕遇地震下的非线性时程分析

采用截面纤维模型对南水北调中线工程中的某典型渡槽的支撑框架结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,分析结果表明,该渡槽在罕遇地震作用下,没有明显的薄弱部位,最大层间位移角在限值以内,具有良好的抗震性能。     

渡槽扣件式钢管支架有限元分析

以引洮供水一期工程总干渠4号渡槽为工程背景,采用MIDAS有限元分析软件对扣件式钢管支架进行了有限元分析。分析结果表明,渡槽支架构件均满足强度和稳定要求,并具有足够的安全储备,对同类结构的设计与计算工作具有一定理论指导作用。     

渡槽三维有限元分析

采用有限元计算软件对混凝土矩形渡槽进行了三维有限元分析,找出在受力变形后混凝土渡槽的挠度和应力情况,从而得出其刚度和强度的特点,根据这个特点有目的地对混凝土渡槽进行配筋,以提高渡槽的稳定性。     

大跨度圆竹拱结构动力测试及有限元模型修正

为深入研究圆竹结构的结构动力性能,以2019年北京世界园艺博览会国际竹藤组织馆为对象,研究其大跨度圆竹拱结构的动力特性.采用现场实测的试验方法对该圆竹拱结构进行动力测试,获得了该结构加速度响应信号,采用峰值拾取法与随机子空间识别法对响应信号进行分析并获得了该结构的固有频率、振型及阻尼比.同时,基于实测模态参数对该圆竹拱...     

层间隔震结构隔震垫的有限元模拟

与基底隔震相比 ,层间隔震结构的隔震垫不直接和地基相连 ,而是置于层间 ,这就带来了层间结构有限元分析的困难。如何模拟单元之间的隔震垫是层间隔震结构有限元分析的关键。提出了层间隔震结构有限元分析中隔震垫的有限元模型 ,并从静力、模态两方面进行了验证。由于层间结构的隔震层阻尼比一般较高 ,在对结构的模态分析中 ,使用了复模态方法。     

CFRP加固钢筋混凝土框架的模态分析

通过对一栋5层未加固与CFRP(碳纤维复合材料)加固的钢筋混凝土框架结构的非线性有限元分析,研究该钢筋混凝土框架的模态性能。模态分析结果表明:CFRP加固对于框架的固有频率影响明显,且增大了结构的刚度,但对振型影响不明显。