MATLAB在结构地震动力分析中的应用

本文介绍了MATLAB在结构地震动力分析中的应用，利用这些方法可以方便地求解多自由度结构的自振频率、振型和动力方程以及结构的地震响应，比C和FORTRAN更快更简单。     

桥式起重机吊装过程动力学分析及最大动力响应解算

吊钩桥式起重机吊装过程中的最大动力响应发生在货载起吊离地和全速下降制动2个瞬间。本文对这2个瞬间动力过程进行详细研究,包括影响因素分析及力学、数学模型的建立等,并用MATLAB软件对一桥式起重机吊装过程的最大动力响应进行解算,解算结果可以作为吊具选用及强度设计的依据。       

MATLAB在多自由度动力体系中的应用

利用MATLAB语言对一个五层框架进行动力时程分析,给出了该多自由度体系的动力响应并用图表形式直观显示,及通过SAP2000分析软件对计算结果进行验算比较。结果表明,利用MATLAB语言可以高效地对多自由度体系运动方程进行分析运算,得到较为精确的计算结果。同时对设计人员计算多自     

基于MATLAB的多自由度系统的振动特性分析

针对多自由度系统的振动问题,以多层强梁弱柱型框架建筑结构为例,在MATLAB平台上,分析了多自由度系统的自振特性,并以该结构在地震波作用下弹性阶段的动力响应为例,采用直接积分法和改进的模态分析法,分析了系统的受迫振动,为设计人员计算系统结构动力特性提供了参考依据.     

大跨网架屋盖结构风振响应的模拟分析

根据空间风场模拟技术和结构随机振动理论，运用MATLAB编制了大跨网架屋盖上各点风速模拟程序，结合ANSYS动力分析模块和APDL参数化设计语言的二次开发，对体育中心网架钢屋盖进行了风振响应的时程模拟分析。结果表明，该方法能合理而准确地反映大跨网架屋盖结构在风场作用下的响应，可用于工程设计。     

锚杆-围岩结构的耦合振动和减振

锚杆支护是隧道施工中常见的支护手段,而随着施工工况日趋复杂,锚杆与围岩的组合结构也承受着各类动力荷载的影响。针对隧道中单根锚杆的受力特性有较多研究,而对于锚杆和围岩组合体的动力特性研究较少。对锚杆-围岩结构进行整体分析,简化出一种巷道顶板锚杆支护模型,结合动力学双梁理论,建立并求解出模型动力学方程;运用MATLAB软件进行数值模拟,研究不同支护参数下结构的自振特性以及在外荷载作用下的动力响应,提出减振措施;利用有限元软件GTS NX建立二维模型,验证支护体系的安全性。结果表明：锚杆-围岩结构的动力特性与锚固段长度、锚杆间距和锚杆直径有关。在所建模型中,随着锚固段长度与锚杆间距的适当增加,结构动力响应明显减弱;随着锚杆直径的变化,结构动力特性的变化情况较复杂,结构不同部位的动力响应变化趋势差别较大。     

考虑剪切效应的盾构隧道在轴向传播横波作用下的动力响应研究

盾构隧道具有显著的结构离散性.考虑到管片之间的实际联结,尤其是考虑到隧道横向联结来研究隧道结构的地震反应还是一个需要深入研究的问题.研究盾构隧道在沿轴向传播地震横波作用下的动力响应,通过建立梁-弹簧模型来模拟土与结构相互作用,考虑了盾构管片间的剪切作用和盾构隧道纵向刚度的不均匀性,建立了盾构隧道的一种离散化分析模型;推导了盾构隧道在简谐波作用下的多自由度运动方程.应用中心差分法求解所得运动方程,得到了管片位移的递推公式,并用计算软件MATLAB进行了计算,得到了管片在地震作用下动力响应的时间和空间特性,得到了盾构管片之间抗剪刚度对于盾构隧道横向动力响应的影响规律.     

基于小波包能量谱的空间钢框架结构两阶段损伤识别与定位研究

结构损伤的发生会改变结构的动力响应,因此可以用结构动力响应的变化来识别结构损伤.在将结构的动力响应与小波包能量谱相结合的基础上,提出新的结构损伤识别指标能量谱均值偏差ESAD(Energy Spectrum Average Deviation)和节点层间位移总能量差变化率EDRV(Energy difference rate ofvariation),并通过数值模拟,将其应用于一座四层两跨钢框架结构的损伤识别上,进行有效性的验证.分析表明:第一阶段,在较少的动力响应提取点的情况下,指标ESAD能很好地识别出结构不同工况的损伤及初步判断损伤发生在结构的哪一侧位置,并且该指标与损伤的严重程度成正比;第二阶段,根据损伤发生所在侧位的各层节点位移响应,指标EDRV可以定位到损伤发生所在的层数.     

浅埋单层三跨地下结构在竖向地震作用下的动力响应

采用结构动力学方法,通过求解地下结构顶板的动力响应得到了单层三跨地下结构中柱在竖向地震分量作用下的动力响应.地下结构首先被看作是刚体,利用与地基的相互作用得到地下结构在竖向地震分量作用下的动力响应.其次,由于地下结构的对称性,取一半进行简化分析,侧墙对于顶板的约束用抗弯弹簧代替.再次,根据边界条件将之前的刚体动力响应作为输入,可以求得顶板的剪力.最后,通过之前求得的顶板剪力进而求得中柱的受力情况.结果表明,竖向地震分量对中柱的作用是显著的,甚至会对地下结构中柱产生严重的破坏.     

大底盘双塔楼在不同边界条件下的动力时程分析

大底盘多塔楼结构是底部相连上部分开的一种复杂结构形式,目前国内外对这种结构体系的抗震性能研究较少.应用大型有限元软件ANSYS建立了大底盘双塔楼有限元模型,采用动力时程分析法对有限元模型进行地震响应计算,并对比分析了在弹性边界条件与刚性边界条件下大底盘双塔楼结构的抗震性能.研究结果表明,弹性边界下模型的动力响应比刚性边界下的动力响应大,弹性边界下模型可以实现地基的弹性恢复性能,更加接近实际情况.     

MATLAB在结构地震动力分析中的应用

将框架结构简化为层模型体系进行了罕遇地震作用下结构地震反应动力数值分析。针对时程分析方法的特点和MATLAB强大的计算和图形功能,在MATLAb中实现了结构动力分析的可视化,为结构地震动力分析探索了一条新的途径和方法。并对MATLAB中的动画的实时显示技术进行了讨论。     

基于MATLAB薄板振动响应分析

利用MATLAB软件对矩形薄板结构振动进行了有限元分析。研究了不同边界条件下薄板的自由振动及简谐激振力作用下四边固支薄板的稳态响应,阐述了编写程序的主要思路。结果表明,基于MATLAB软件编写的程序能够快速方便求得薄板在不同边界条件下的固有频率,结果能够较好的收敛并达到满意的精度;薄板的稳态位移响应和速度响变化趋势相同,当激振频率低于结构基频时结构的响应是一阶的,而大于时响应是多阶主振动的叠加。     

高层建筑抗风动力可靠性分析

本文提出并推导了全方位风荷载作用下高层建筑动力可靠性分析方法及相应的简化计算公式。文中用一定保证率的结构风振随机响应取代了Davenport抗风可靠性分析方法中的结构风振确定性响应,并由此给出动力可靠度计算公式及其简化形式,提高了可靠性分析的准确性。该方法不但可以分析高层建筑的安全度,也可以分析高层建筑的舒适度。     

泵站泵房与上部排架结构动力耦合分析法

泵站的自振频率在低频部分将主要反应上部结构的动力特性,其后的部分主要反应下部大块体结构的动力特性。由于泵站上下两部分的刚度和质量相差比较悬殊,因此两部分的一阶自振频率相差很大,本文通过对某大型泵站有限元动力分析研究,提出采用上部结构和泵站泵房的动力特性分开计算,在进行反应谱法分析后再将两者的动力响应进行组合考虑的组合方法。即将整体计算分为计入上部结构和不计入上部结构两个部分,分别运用反应谱分析结构的动力响应,最后将两者的动力响应组合起来形成整体的动力响应。数值计算结果证明了该方法的合理性与可行性。     

行走激励下人行桥振动响应简化计算

为了解决行人引起人行桥的振动响应计算复杂的问题,将行人荷载考虑为确定性模型,推导单个行人过桥时振动响应的解析表达式,给出人致桥梁共振、非共振响应的简化表达式,在动力响应简化表达式的基础上给出了人致桥梁振动放大系数。结合某人行桥结构,对比分析本文的简化公式及放大系数与前人的研究成果。研究表明:运用简化公式可以方便地计算人行桥结构的动力响应,验证了本文方法的精度和正确性。     

地震作用下斜拉网壳结构的动力响应

利用振型分解反应谱法和时程分析法计算斜拉网壳这种典型杂交空间结构在地震作用下的动力响应,并求出了结构的最大动内力和节点的最大位移,全面探讨了该结构的动力响应情况,总结出该结构的动力响应规律,可为相关工程设计提供参考。     

结构抗震考虑随机阻尼的动力响应分析

讨论了结构系统阻尼的随机性 ,建立了运动微分方程 .用二阶摄动法对随机阻尼在地震荷载作用下结构的动力响应进行了计算 ,给出随机阻尼对结构响应的影响数值表达 .结果表明 ,随机阻尼对结构的动力反应的影响的确存在 ,特别是阻尼变化率较大对结构的动力响应影响更为明显 ,应引起结构设计的足够重视     

永磁同步双转子/双定子电机转速的模糊控制

针对混合动力电动汽车电机的快速响应问题,首先在分析传统的永磁同步电机数学模型的基础上,建立了永磁同步双转子/双定子电机数学模型。结合人工智能中的模糊控制方法,设计了该型电机的转速模糊控制器。MATLAB仿真结果表明,转速模糊控制方法优于传统的转速控制,具有转速响应快、震荡小的特点。研究结果对在混合动力电动汽车中开发永磁同步双转子/双定子电机的控制系统具有重要意义。     

潜器水下碰撞动力响应研究

针对潜器碰撞问题的特殊性和复杂性,基于非线性有限元方法,考虑碰撞过程的结构接触与摩擦以及潜器水下碰撞的附加水质量的影响,建立了一种预报潜器水下碰撞动力响应的分析方法.通过算例对潜器结构的碰撞特点、结构损伤和吸能特性进行了研究.在此基础上,对主要碰撞参数对于碰撞动力响应的影响进行了分析.研究结果表明,非线性有限元方法可以...     

索膜结构风振响应的神经网络辅助参数分析方法

针对非线性动力时程分析法求解大规模索膜结构风振响应时动力时程分析的次数受到限制而导致一些参数组合下的响应统计值难以预测的问题,引入神经网络,通过少量样本的训练,建立了参数与结构响应间的映射关系。结果表明：提出的神经网络辅助参数分析方法计算效率高、预测精度令人满意,是一种获取足够数据的有效途径;通过该方法可以得到响应统计量及风振系数随平均风速和索、膜预应力变化的规律,为设计风荷载和结构构件极端响应的计算提供了科学依据。关键词：索膜结构;风振响应;参数分析;神经网络;动力时程分析