空冷风机桥谐响应动力分析与设计

风机桥的设计必须考虑风机的振动影响.首先分析了某工程风机桥的动力特性,得到了风机桥的自振频率,其自振频率都属于高频,而风机的振动频率属于低频,不会引起共振.然后采用振型分解法,计算了风机桥在简谐振动荷载作用下的动力响应,验证了风机桥不会引起共振,并且得出了动力放大系数,将动力荷载转化成静力荷载,对风机桥进行了规范验算,符合规范要求.     

单层椭球面网壳结构体系动力响应分析

单层椭球面网壳结构体系跨度大,结构复杂,利用大型有限元结构分析程序对其进行了结构整体动力分析,得到了结构的自振周期和振型参与系数.该类型大跨度空间钢结构特点是:前几阶振型为整体水平振动,后面的振型为竖向振动和局部振动的耦合作用.由于各阶振型的相互耦合,在进行地震分析时,反应谱分析方法无法满足结构的精度要求,应考虑采用时程分析方法.     

CNP1000安全壳1∶10模型的模态分析

对CNP1000安全壳1:10模型进行了在力锤激励下的试验模态分析,并采用ANSYS软件对结构进行有限元计算模态分析,实测结果与有限元计算结果吻合较好。结构前3阶振型分别为两个正交水平方向的平动和扭转振动,4~9阶振型为筒体局部振动。研究结果有助于认识安全壳结构的动力特性。     

CNP1000安全壳1：10模型的模态分析

对CNP1000安全壳1：10模型进行了在力锤激励下的试验模态分析，并采用ANSYS软件对结构进行有限元计算模态分析，实测结果与有限元计算结果吻合较好。结构前3阶振型分别为两个正交水平方向的平动和扭转振动，4-9阶振型为筒体局部振动。研究结果有助于认识安全壳结构的动力特性。     

应用碳纤维索的大跨度斜拉桥结构振动特性

应用考虑拉索局部振动影响的计算理论，对主跨为1.4 km的碳纤维索斜拉桥设计模型进行了结构振动特性分析。从振型、自振频率和振型能量分布等方面比较了碳纤维索和钢索对大跨度斜拉桥结构动力特性的影响以及发生索桥耦合振动的可能性。计算结果表明，轻量碳纤维索自振频率高，全桥的拉索第1阶频率分布在0.43～2.15 Hz，普遍高于桥梁主要振型的频率，发生索桥共振的可能性较小；自重大的钢索第1阶频率分布在0.16～0.79 Hz，覆盖了桥梁低阶振型的频率，在主要振型中出现了明显的索桥耦合振动现象。根据主要振型的能量比例分布，在竖弯振型中碳纤维索的振型能量比例略小于钢索，这有利于改善斜拉桥结构的振动问题。研究结果证明了碳纤维索在大跨度斜拉桥中具有很好的应用性能。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60 m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1：10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现：结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10 Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

长距离大运量带式输送机机头架的模态仿真

为真实有效地反映长距离大运量带式输送机机头架的整体性能,更方便地设计输送机机头架,对机头架进行了模态仿真.运用模态分析理论和ANSYS软件对机头架建立了有限元模型,并仿真分析研究了机头架前6阶的固有频率和振型图.结果表明,在不同固有频率下,机头架结构出现立柱振动变形、横梁振动变形和斜撑处振动变形,为保证机头架系统的安全性,应避免受到接近35⁴5 Hz和接近66 Hz载荷的作用.研究结果为整个带式输送机机头架系统的动态特性分析提供了重要参考,同时也为结构的设计和优化提供了理论依据.     

基于全量补偿算法的结构损伤识别

频率和振型是反应结构动力特性的主要模态参数,文中对损伤结构的频率和振型进行了研究。通过实测损伤结构的频率和振型,利用矩阵理论修正理论有限元模型,使之与实测损伤结构的频率和振型一致;将修正的理论有限元模型表达成单元刚度矩阵与损伤因子的线性组合,把损伤识别问题转化为组合系数的识别问题。给定损伤因子的合理取值范围,用优化方法求解损伤因子。通过对十跨桁架结构的数值仿真,仅用结构的前5阶频率和振型就能很好的识别结构的损伤,且该方法不需要对实测振型进行归一化处理,具有较强的实用性。     

1000MW汽轮发电机组基础模型模态试验研究

为评价实际工程中的1000MW汽轮发电机组基础的振动特性,本文采用模型模态试验方法进行研究.首先以该基础为原型基于相似原理制作1/10缩尺模型,并使用激振器空间激振方法对模型进行模态测试.然后采用LMS Test Lab系统进行模态分析,得到原型在0~70Hz范围内的各阶振型、自振频率、阻尼比,最后通过振动理论预测出原型强迫振动动力响应.试验结果表明,该基础整体振动的振型占主体地位,在机组工作转速范围内最大振动速度均方根值远小于3.8mm/s的限值,最大振动线位移中间平台部分测点超出0.20mm的限值,因而建议加强中间平台的振动控制.     

考虑索局部振动的斜拉桥动力特性研究——杭州湾跨海大桥北航道桥动力特性分析

以主跨为448 m的杭州湾跨海大桥北航道桥为例,研究了考虑拉索局部振动的斜拉桥动力特性.利用子结构方法,把索的振型作为广义自由度来考虑拉索局部振动.该方法与把拉索划分为多个单元的链杆法相比,具有自由度少并且计算精度不受影响的优点.研究结果表明,当考虑拉索局部振动时,会出现拉索与主梁或桥塔的耦合振型,这种索桥耦合振动现象在以往把拉索作为单一单元的斜拉桥动力特性分析中不会出现.索的局部振动虽然对结构主要振型的频率影响不大,但对振型能量分布有比较明显的影响.对发生索桥共振的振型,如不考虑索的局部振动,通常会使索的阻尼估计过高,而索的振动能量估计偏低,不能很好地反映大跨度斜拉桥的动力特性.     

城市轨道交通高架桥影响下的多层建筑振动特性分析

为探究城市轨道交通沿线的多层建筑在列车通过时的振动特性,以某一城市轨道交通高架桥旁的一栋4层楼建筑为研究对象,通过对每一楼层同时进行振动测试,然后采用线性计权及Z计权方式对各楼层的振动特性进行分析,并分析了分别采用两种这计权方式时,特征频率下振动的传递特性,最后,利用有限元分析软件ABAQUS建立模型,进行了模态分析,找出了建筑物振动峰值出现在4楼的原因。结果表明,在线性计权及Z计权下,4个楼层的全局峰值均出现在50~63 Hz频率范围内;振动从1楼至4楼的传递过程中,中心频率为50 Hz和63 Hz频率段的振动加速度级均呈现先减小后增大的趋势,在2楼处达到最小,在4楼处达到最大;模态分析表明,在列车经过时,在频率为63 Hz时,4楼发生了共振现象,故其振动最为明显。     

8 MW风机塔筒振动响应分析

为获取8 MW风机塔筒的振动响应特性,建立了塔筒的有限元分析模型,对塔筒开展了模态分析、谐响应分析和瞬态响应分析。模态分析结果表明,塔筒的前四阶模态振型均为弯曲振动,风机工作在额定转速时,塔筒不会发生共振。谐响应分析结果表明,当载荷频率为0～2 Hz时,塔筒频域响应曲线存在2个共振频率,分别对应塔筒的第一阶模态频率、第三阶模态频率;塔筒发生三阶共振时,塔筒顶部Z向的位移超过4.5 m,已处于非安全工作状态,在工作中要避免出现。瞬态响应分析结果表明,在允许的工作风速范围内,塔筒的最大位移和最大应力变化不明显;在极限载荷工况下,塔筒的最大位移和最大应力显著增加,塔筒不会发生强度失效。     

基础隔震建筑的非线性时程分析

采用有限元模型,对某钢筋混凝土高层建筑进行非线性时程分析,分别计算了基础固定模型和基础隔震模型的结构自振特性、地震记录下的非线性特性等．计算表明,基础隔震结构的主要周期延长到了原来的约3．6倍．基础隔震建筑的第一振型表现为明显的“整体平动型”,变形主要集中在隔震层．隔震结构的顶层加速度峰值、层间位移、基底剪力等均大大地降低,隔震性能良好。     

GD2308高速加固缝纫机压脚有限元建模与分析

以工业缝纫机的减振降噪为应用背景,针对其结构特点及工作特性,通过CATIA对GD2308高速加固缝纫机压脚进行有限元建模,应用有限元软件ANSYS对压脚进行网格的划分,生成有限元分析模型,对压脚进行动态特性分析,计算压脚的前10阶固有频率与前6阶振型,给出振型图.分析结果表明,压脚结构振动主要表现为弯曲、扭转和弯扭组合...     

轨枕路基疲劳试验机加载反力架设计与优化

针对目前动力加载反力框架刚度过小、结构形式不合理和材料用量过大等不足,系统地进行反力架的设计与优化。通过SOLIDWORKS建立4种不同结构形式加载反力框架的三维模型,使用ANSYS和ABAQUS静力分析了不同结构反力框架的刚度、强度大小及分布范围,并对比用钢量、力学性能指标,选出鱼腹梁结构形式进行优化设计。针对鱼腹梁反力架,通过 ANSYS的模态分析得到其固有频率及振型,发生第一次垂向振动的频率为25.6Hz,满足10Hz作动器加载不引起共振的要求。通过瞬态分析模拟了10Hz作动器试验时,反力框架的振动响应情况,最大位移为1.128mm,但5s后逐渐稳定在0.720mm,满足动载荷精度和刚度要求。研究表明,相比于其他3种结构形式,鱼腹梁结构刚度最大、最经济,既满足动载荷刚度要求也节省了钢材。     

地铁列车运行诱发地面邻近建筑振动的数值模拟研究

为研究城市地铁运行产生的振动波在地面邻近建筑物中的传播规律,以地铁沿线邻近建筑为研究对象,参数取值参考实际工程量值范围,建立地铁列车-轨道-隧道-地层-建筑物整体有限元数值模型,重点研究地面邻近建筑中同楼层和不同楼层间振动响应的传递分布规律和频谱特性。结果表明：地铁运行对建筑的振动激励以中低频1~50 Hz为主;房间面积越大,楼板自振频率位于激励荷载优势频段范围越多,越易引起楼板共振;楼板跨中点的振动强度通常大于边角点的振动强度,角点的振动会在低频段1.25~2.0 Hz超过楼板跨中点;随着楼层的升高,三向振动加速度响应均呈波动性变化。通过多工况的计算,分析了运行车速、隧道埋深和振中距对邻近地铁建筑物振动响应的影响规律。     

大跨度楼盖结构自振频率与人致振动舒适度关系研究

对大跨度楼盖结构的竖向基频与其人致振动响应之间的关系进行了研究。首先基于单人共振模型,给出了楼板人致振动响应的近似计算方法。然后考虑人群荷载在板上均匀分布,得到了各种边界条件下楼板的竖向自振频率与人致振动响应之间的关系。并以长沙南站高架候车层49m大跨度楼盖结构为例,通过调整支撑桁架的高跨比,得到了不同自振频率下楼盖结构的人致振动响应,并给出了满足舒适度要求的楼板竖向自振基频的限值。结果表明:当楼盖结构的竖向自振频率大于3.3Hz时,其人致振动舒适度一般能满足要求;在楼板的人致振动分析中,可根据刚度等效的原则通过增加混凝土板厚来考虑楼板装饰面层等非结构构件对结构动力特性的影响。     

空间薄膜反射镜圆薄膜模态分析

空间薄膜反射镜是一种空间应用新技术。聚酰亚胺圆薄膜的模态分析能够给薄膜反射镜夹持结构的设计和动态特性分析提供重要依据。通过对薄膜振动贝塞尔方程的求解,得到了300mm聚酰亚胺圆薄膜的前四阶振动频率,并利用ANSYS有限元仿真软件进行了模拟验证,求得了前四阶振型和相应振动频率。薄膜反射镜的固有频率很低,一阶固有频率为9.3Hz左右。这对于反射镜夹持结构和整个光学系统设计,以及载荷的施加、面形调整等提出了特定要求,以避免发生共振影响工作。     

城市公路与高架路交通诱发建筑振动实测与分析

为了研究环境振动对建筑物的影响及其在结构中传播的规律性,对某市公路与高架路及其沿线建筑物进行了实测,并从加速度时程、频谱与振级多个方面进行分析可知:由城市公路、高架路引起的地面振动分别以5~25 Hz、5~45 Hz的低频振动为主,这种低频振动在土层中随着距离的增加而衰减,传入建筑结构中会随着楼层的增加而放大,并且会诱发建筑结构内部构件的高频振动;在多层建筑结构内部,竖向振动大于水平振动,水平垂桥向振动大于水平顺桥向振动.随着楼层的增加,振动不断放大,放大倍数与结构在该方向上的刚度有关.结构的受迫振动主要源于地表振动.