正放四角锥网架结构静力及动力分析

利用有限元分析软件ANSYS对某正放四角锥网架进行结构静力分析、模态分析和时程分析,得到该网架的模态频率和振型,在此基础上对比分析了网架在不同地震波作用下的最大位移,并得出一些有益的结论。     

基于ANSYS的空间网架结构静力和动力分析

以某体育馆网架为研究对象,建立其参数化模型,利用有限元分析软件ANSYS对其进行整体结构静力分析、自由振动模态分析和随机振动分析,得到该网架的振动模态频率和振型,确定网架在地震波作用下关键节点的PSD响应,所得结果可对验证原设计和指导设计修改提供理论依据。     

ANSYS的空间网架结构静动态特性分析

本文以某体育馆网采为研究对象．建立了网架的参数化模型，利用有限元分析软件ANSYS对其进行了整体结构静力分析、自由振动模态分析和随机振动分析，得到了该网架的振动模态频率和振型，确定了网架在地震波作用下关键节点的PSD响应，所得结果对验证原设计和指导设计修改提供了理论依据.     

大型空间网架结构的模态特征值分析

首先阐述了有限元模态分析的基本理论,总结了网架结构模型的模态特征,以一大型网架结构为研究对象,探讨了如何进行网架结构模型的建立,最后进行了网架结构自振频率计算和振型分析。     

某平板网架抗震能力研究

本文针对某平板网架工程建立空间有限元模型,通过模态分析获取该结构的自振特性,采用时程分析法对多种地震工况下网架结构的地震响应进行分析,研究表明,该网架结构具有优良的抗震能力,对于大跨度平板网架结构抗震能力分析,宜考虑竖向地震作用进行三向地震响应分析。     

基于ABAQUS网架结构的非线性屈曲分析

以网架结构作为结构稳定性研究对象,采用ABAQUS有限元软件对网架开展静力分析和特征值屈曲分析,探讨危及稳定的最大位移和最大应力值,并对比不同的屈曲模态。在此基础上,进一步分析几何初始缺陷对结构承载力的影响,以及结构是否满足稳定性承载力要求。研究表明,此网架结构在同一模态时,初始缺陷值越大,结构极限承载力越小,对结构越不利;在相同初始缺陷值时,计算不同屈曲模态,作为结构的几何初始缺陷模式,所得的稳定承载力系数均大于2.0,满足相关规范要求。     

网架模型结构模态分析的试验研究

实验模态分析是综合运用线性振动理论、动态测试技术、数字信号处理和参数识别等手段,进行系统识别的过程。模态分析是有效的结构检测和安全评估的方法之一,它是根据测量模态参数(固有频率、阻尼比、振型、模态刚度、模态质量)相对于正常值产生的变化,并通过相关分析与识别来判断结构安全程度的一种先进方法。本文通过对网架模型结构进行试验模态分析,研究了试验模态技术在实际运用中的试验方法,识别系统的模态参数并与有限元分析进行比较,有限元结果与实测频率有一定的不同,但前四阶模态频率的差值百分比均在9%以内,说明实测的结果与有限元分析是比较吻合的。     

基于单元应变模态差的网架结构损伤诊断研究

对具有一定程度损伤的网架结构来说,常规的结构有限元分析或实验模态分析得到的位移模态和频率难以有效地反映结构的损伤状况。为了提高诊断效率与诊断结果的可靠性,根据空间杆系结构的受力特点,利用两节点空间铰接杆单元有限元法,由节点位移模态推导出单元应变模态,提出采用结构损伤前后的单元应变模态差作为网架结构损伤定位的识别指标,并以损伤单元应变模态的差值大小确定损伤程度。通过对一个典型网架结构的数值模拟研究表明:该方法能够在低阶模态条件下,有效识别网架结构不同位置和程度的局部损伤;且在一定噪声水平下具有较强的鲁棒性,适用于实际观测条件下的网架结构损伤定位。     

基于VMD-SVD联合降噪的网架结构模态识别北大核心CSCD

为减少测量噪声对网架结构模态识别的不利影响,提出基于变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)联合降噪的随机子空间(SSI)模态识别方法.首先,以整体正交系数最小作为优化目标,利用鲸鱼优化算法获取VMD所需的最优K、α参数.基于K、α最优值对响应信号进行VMD后,根据各分量频谱曲线的光滑程度来筛选被激发的有效模态分量.其次,在进一步对有效模态分量进行SVD后,将其叠加以得到降噪后的重构信号.最后,采用SSI法对重构信号进行模态识别.某三自由度体系的仿真分析和某3m×3m平板网架的模型试验均表明,本文方法具有良好的降噪效果,可以筛选有效模态分量和提高模态识别精度.     

基于VMD-SVD联合降噪的网架结构模态识别

为减少测量噪声对网架结构模态识别的不利影响,提出基于变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)联合降噪的随机子空间(SSI)模态识别方法.首先,以整体正交系数最小作为优化目标,利用鲸鱼优化算法获取VMD所需的最优K、α参数.基于K、α最优值对响应信号进行VMD后,根据各分量频谱曲线的光滑程度来筛选被激发的有效模态分量.其次,在进一步对有效模态分量进行SVD后,将其叠加以得到降噪后的重构信号.最后,采用SSI法对重构信号进行模态识别.某三自由度体系的仿真分析和某3m×3m平板网架的模型试验均表明,本文方法具有良好的降噪效果,可以筛选有效模态分量和提高模态识别精度.     

某钢结构人行天桥动力特性测试及有限元分析

对一振动较大的人行天桥进行了动力实测,利用有限元分析软件SAP2000建立该结构的有限元模型,利用基于实测数据的频谱分析以及模态分析的方法对其出现的振动问题进行分析,确定结构振动水平,并为同类结构的动力特性研究提供参考。此外,还从通行行人和通行车辆这两个因素对该天桥侧向振动过大的原因进行了深入分析,从而找到了造成该天桥产生实测振动特性的主要原因,对结构出现过大侧向振动给出了合理解释。     

Identification and characterization of galloping of Tsuruga test line based on multi-channel modal analysis of field data

In spite of several signal processing and system identification techniques, discussion on field-observed galloping of overhead transmission lines is still based on primitive form of field data such as time series, Lissajous diagrams and power spectra. Any form of large amplitude vibration in ice storms is defined as galloping and an attempt has seldom made in identifying whether such vibrations are self-excited modal responses. In doing so, there are always possibilities of misinterpreting gust response as galloping. In this study, a method of multi-channel modal analysis consisting of random decrement method (RDM) and eigensystem realization algorithm (ERA) is proposed to identify galloping, which is self-excited modal response based on a typical field-monitored data of wind-induced vibration of the Tsuruga Test line. RDM was used to transform the field data into non-forced response component, which is similar to free vibration response, and ERA was used to extract modal parameters from the non-forced components. Based on these modal parameters, galloping events were identified, and characteristics of galloping such as coupled translational and rotational motions, and nature of full span vibration, oscillation envelopes and influence of geometry of the line section to its occurrence are discussed. Result of analysis has confirmed well-known mechanism of bundle conductor galloping, which is galloping of bundle transmission lines involves significant coupling of vertical and torsional motions. As for the characteristics of bundle conductor galloping, the most likely galloping mode in deadend span is found as first asymmetric mode and large amplitude of galloping occurs when torsion is in-phase with vertical velocity. Furthermore, it is found that deadend span line section is more prone to galloping than semi-suspension span line section. Finally, performance of proposed method was tested by introducing usual buffeting analysis, and it is confirmed that it has immense potential to identify and characterize galloping based on field data.     

Theoretical and experimental modal analysis of the Guangzhou New TV Tower

The Guangzhou New TV Tower (GNTVT) in Guangzhou, China, is a supertall tube-in-tube structure with a total height of 600 m. A complicated structural health monitoring (SHM) system consisting of over 800 sensors has been implemented to the GNTVT for both in-construction and in-service real-time monitoring. By making use of this SHM system, the ambient vibration measurement is carried out in a continuous and long-term manner. This paper presents the analytical and experimental modal analysis of the tower and the field ambient vibration measurement at different construction stages and under different excitation conditions, particularly addressing the following issues: (1) a reduced-order FE model for the GNTVT; (2) field vibration measurement and modal parameter identification of the tower under construction and two environmental excitations (typhoon and earthquake); and (3) comparison of results under different excitation events in the time-frequency domain and correlation between natural frequencies and air temperature using linear regression analysis. The experimental dynamic characteristics of the tower can be used to update the finite element of the tower, so that the updated finite element model of the tower can be obtained, which will serve as the baseline model for future health monitoring and damage detection. They can also be used to verify the effectiveness of vibration control devices installed on the tower.     

叉车车架有限元模态分析与结构改进

叉车是刚性悬挂车辆,车架作为整车的骨架,其动态特性直接关系到整车的振动性能.为改进和有效提高叉车的安全可靠性、驾驶平顺性和舒适性,应用ANSYS有限元方法对某型3t叉车车架进行模态分析,根据所得模态参数,结合叉车行驶路况和发动机激励频率的计算结果,对车架结构动态特性进行分析评价,在保持原始几何形状不变的前提下,提出最简约的车架模态修改方式,以避免车架对振动激励的放大响应或共振现象发生.     

预应力梁横向振动分析的模态摄动方法

以预应力简支梁为例,分析了预应力在梁的横向振动过程中的变化,建立了预应力梁横向弯曲振动的微分方程。采用模态摄动法,进一步推导出预应力梁模态特性的近似分析方法,把复杂的变系数微分方程的求解转化为线性代数方程组的求解,从而有效地简化了计算过程。最后通过算例,讨论了预应力对梁的横向振动特性的影响。计算结果表明：当施加预应力的位置有较大的偏心距时,预应力对梁的自振特性有较大的影响。     

无单元法在中厚板模态分析中的应用

将无单元法成功地应用于中厚板的模态分析,推导了无单元法的插值函数,利用权函数构造出了高阶连续的近似场函数,并在权函数中借鉴了自适应影响半径的思想;利用Mindlin-Reissner中厚板理论,从变分原理出发导出了中厚板模态分析的控制方程;同时利用罚函数法引入本质边界条件,给出了不同边界条件下的罚因子矩阵,推导出的系统刚度矩阵具有对称正定和带状分布的特点,可对不同边界条件下的中厚板振动问题进行求解,得到其自振频率及相应振型,并编制了相应的计算程序和后处理程序,可在MATLAB环境下绘制各阶振型图,便于直观、形象地对其振动特性进行定性研究。数值算例表明无单元法用于中厚板模态分析是合理可行的,能适用于较大范围内的剪切系数和长宽比,其结果具有相当高的精度。     

钢筋混凝土巨型框架多功能减振结构的反应谱设计方法

钢筋混凝土巨型框架多功能减振结构是由主框架，次框架和减振装置组成的，是一种新型的非经典阻尼减振结构系统。研究了钢筋混凝土巨型框架多功能减振结构的近似振型分解反应谱设计方法，给出了等效振型阻尼比的计算公式；通过算例分析，研究了近似振型分解法的计算精度；提出了巨型框架多功能减振结构基于规范的近拟振型分解反应谱设计方法的计算步骤。