刚性椭圆形储液罐内液体的垂向振动和稳定性

本文应用Ｍａｔｈｉｅｕ函数理论研究了刚性椭圆形储液罐内液体的垂向自由振动，参变振动和稳定性，文中给出了自振频率、振型和稳定区域的计算公式，最后针对一具体结构给出了数值结果。     

刚性椭圆形储液罐的水平振动

本文应用马休函数理论获得了刚性椭圆形储液罐水平自由振动和强迫振动的解析解,并获得了一些有关计算结果。     

桔瓣式球型储液罐爆破振动响应分析

为研究深孔台阶爆破工况下,爆区中远端既有桔瓣式球型储罐振动响应问题,采用ANSYS/LSDYNA建立有限元模型,结合流固耦合算法,分析了不同起爆方式下球罐关键质点动态响应情况,重点研究了罐壁处不同质点的振动峰值速度和罐内储液对峰值速度的影响。结果表明:爆破地震所引起的振动破坏效应主要集中于球罐迎爆面罐壁与支柱连接处,其中罐壁与支柱连接处附近最为剧烈,易突破振速安全阈值,需要重点防护;采用延时起爆,减小药量等合理起爆方案可有效削弱爆破地震效应;适量调整罐内储液高度也可有效提高球罐自身的稳定性,起到有效的防护作用。     

桔瓣式球型储液罐爆破振动响应分析

为研究深孔台阶爆破工况下,爆区中远端既有桔瓣式球型储罐振动响应问题,采用ANSYS/LSDYNA建立有限元模型,结合流固耦合算法,分析了不同起爆方式下球罐关键质点动态响应情况,重点研究了罐壁处不同质点的振动峰值速度和罐内储液对峰值速度的影响.结果表明:爆破地震所引起的振动破坏效应主要集中于球罐迎爆面罐壁与支柱连接处,其...     

高密度聚乙烯板材焊接储液罐强度分析

本文以一项具体工程课题为例,对高密度聚乙烯(HDPE）板材焊接储液罐进行强度和刚度分析,比较了解析法和有限元法的计算结果,具有较大的实际意义,可供类似工程应用参考。     

边壁周期性不规则圆柱形储液罐的动态特性分析

对罐壁具有Ｃｏｓ（ｍθ）（ｍ＝１，２，…）型初始不规则的立式圆柱形储液罐的动态特性进行了理论分析，探讨了初始不规则对储液罐固有频率的影响，借助于速度势函数推导了罐中的液体动压分布，文中将初始不规则看成果初始位移，采用半解析有限元法处理罐壁，由Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理推导了储液罐的自由振动方程，在该方程中不仅考虑了初始不规则对液体动压的影响，也考虑了初始不规则所引起的罐壁环向振动间的耦合作用，算例结果表     

边壁周期性不规则国柱形储液罐的动态特性分析

对罐壁具有ｃｏｓ(ｍθ)（ｍ＝１,２,…）型初始不规则的立式圆柱形储液罐的动态特性进 行了理论分析,探讨了初始不规则对储液罐固有频率的影响。借助于速度势函数推导了罐中 的液体动压分布。文中将初始不规则看成是初始位移,采用半解析有限元法处理罐壁,由 Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理推导了储液罐的自由振动方程。在该方程中不仅考虑了初始不规则对液体动压 的影响,也考虑了初始不规则所引起的罐壁环向振型间的耦合作用。算例结果表明,边壁初 始不规则对某些固有频率的影响是不容忽视的。     

中低速磁浮轨道结构垂向振动传递特性研究

为研究中低速磁浮轨道结构的垂向振动传递特性,基于室内试验与振动理论,建立轨道结构频域分析模型,以结构垂向导纳,位移与力的垂向传递率为评价指标分析了结构的垂向振动传递特性。探究了扣件垂向刚度、扣件垂向阻尼、轨枕支承间距、F轨顶面厚度以及轨枕翼缘厚度对于结构垂向振动传递特性的影响。研究表明：中低速磁浮轨道结构的垂向振动可分为低频整体振动与高频局部振动两个阶段,且结构整体振动时力与位移的垂向传递率较高;F轨沿结构纵向上的垂向位移导纳变化并非随着与激励点距离的增大而减小,而是与结构在不同频率下的振型有关;扣件垂向阻尼增大对力与位移的垂向传递均有抑制作用,其中对于力的垂向传递抑制更加明显;扣件垂向刚度、轨枕支承间距、F轨顶面厚度以及轨枕翼缘厚度都会使结构局部刚度发生改变,从而影响力与位移垂向传递的峰值与频率。     

带环形隔板圆柱形储液罐中液体晃动的解析研究

研究了带有环形刚性隔板的部分充液刚性圆柱罐中液体的微幅晃动特性。将复杂的液体域分割为若干个形状简单的子域,分别研究各子域内液体运动的势函数。利用叠加原理和分离变量法,可得到每个子域内液体所对应的振型函数的一般解。由液体子域界面处的连续条件以及自由表面处的表面波条件,得到含有待定系数的级数方程。对方程作Fourier和Bessel展开,即可求得液体的固有晃动频率和振型函数。数值结果与基于变分原理的Galerkin法以及有限元法的结果分别进行了比较,显示出很好的一致性。     

盘形滚刀垂向振动特性分析与试验

盘形滚刀的垂向振动对于全断面隧道掘进机的贯入度和破岩效率有一定的影响,为了研究影响滚刀垂向振动的因素,首先建立盘形滚刀垂向三自由度振动模型,得到盘形滚刀刀圈与刀体、圆锥滚子轴承和刀轴的等效质量和刚度,利用MATLAB软件对该振动模型进行仿真,得到滚刀各部分的振动位移,并通过试验得到滚刀各部分振动位移与仿真的结果趋势一致。结果表明:滚刀的刀圈加刀体的最大振动位移量为2.8×10^-4 m,轴承最大振动位移为2.1×10^-4 m,当滚刀的轴承刚度增大3倍时,各部分最大振动位移减少约50%,增大刀圈刀体刚度时,各部分最大振动位移减少约12%,盘形滚刀减振需要增加轴承和刀圈刀体的刚度。研究结果为盘形滚刀的振动测量提供了一种有效方法,对滚刀的设计具有重要的指导意义。     

储液罐晃动响应的被动控制方法研究

为解决采用常规被动控制技术难以降低储液罐晃动响应的问题,提出一种在隔震储罐中增设黏滞质量阻尼器（Viscous Mass Damper, 简称VMD）的被动控制方法。基于储液罐的两质点简化模型,采用动力时程分析方法,对固定储罐、隔震储罐和增设VMD隔震储罐三种储罐的地震响应进行了比较分析,并考虑VMD特征参数的影响,对储罐晃动响应被动控制方法的效果进行了验证。结果表明：采用本文提出的被动控制方法,不仅能够更加显著地降低地震作用下储液罐的基底剪力和有效地控制基底位移,避免隔震支座的剪切破坏;而且能够有效地降低储液罐上部液体的晃动响应,避免过大的晃动响应导致的罐顶破坏或储液外溢等问题。     

基底隔震储液罐的参数动力稳定性分析及隔震效果评价

为有效评价基底隔震对储液罐动力稳定性的影响,考虑静动液压引起的壳体应力刚化(软化)效应,从位移-压力格式的流固耦合方程出发,建立周期系数扰动方程,并基于Floquet理论计算动力不稳定域。以某160 000 m3LNG储罐的钢制内罐为例,在2种储液水平和9组隔震参数下进行参数动力稳定性分析,并结合抗震设防要求提出3点隔震控制建议。结果表明,静液压和加强圈可有效抑制动力不稳定域的发展,动力不稳定域随隔震器刚度的减小向低频段迁移,不稳定临界幅值随隔震器阻尼系数的增大而升高,半罐状态下的隔震器对动力不稳定域的抑制作用比满罐状态更为显著。     

列车垂向振动的半主动简谐隔振研究

依据拉格郎日方程,建立六自由度列车半主动隔振系统的垂向振动模型;应用MATLAB/SIMULINK仿真模块构造列车半主动隔振系统仿真模型,对列车进行时域分析。在轨道具有简谐输入的情况下对列车的隔振性能（如隔振位移、隔振传递率等）进行了计算分析,讨论了弹簧刚度、阻尼、车速、激励的波长等对隔振性能的影响。通过研究可得列车系统采用半主动开关阻尼器,确实能够改善系统的隔振性能。     

发展附加质量模型应用于储液罐的动力分析

提出一种新的用于表述附加质量分布规律的公式和有限元单元模型,接入ABAQUS有限元软件对储液罐动力试验模型进行了数值模拟,分析对比了弹塑性屈曲“象足效应”和“钻石效应”的实验数据,证明所提出的附加质量公式是合理和有效的,并指出原经验公式在分析动水压力问题时的缺陷。模拟中考虑了储液罐壁动力响应加速度的方向对液体惯性作用力的影响,从而准确地模拟了储液罐壁与液体的相互作用。动力时程和频率响应的定量分析表明:地震荷载对储液罐计算模型所做的外力功是导致罐壁塑性变形、产生“象足效应”的决定性因素。     

基于动力推覆方法的储液罐抗震分析

为有效评估储液罐在弹塑性阶段的抗震性能,经凝聚流体域压力自由度,建立流固耦合系统的等效动力方程,然后合并同频振型并基于广义逆理论导出谱加速度-谱位移性能曲线的投影方程,并通过控制谐波参数实现流固耦合系统的单向动力推覆,以此确定性能曲线并作为储液罐的单自由度广义本构模型。时程分析表明：上述广义本构模型的滞回曲线及时程结果与流固耦合系统吻合良好,罐体刚度均呈渐近退化。该文方法与静力推覆分析的计算耗时大致相仿,消除了特征节点对性能曲线的影响,并可考虑弹塑性阶段内罐体抗力分布的改变。     

水下航行体垂向弯曲振动声辐射特性

垂向弯曲振动是水下航行体总振动的常见模式,控制弯曲振动是水下航行体设计中重要的一环。考虑声-结构耦合,基于FEM/BEM理论建立航行体弯曲振动声辐射分析的基本方程,计算水下航行体垂向弯曲振动固有频率和振动响应,研究弯曲振动引起的辐射声场特性;并以振动评价基准中的速度限制线作为激励,讨论航行体弯曲振动声辐射。结果表明：航行体垂向弯曲振动会产生较大的辐射噪声,1阶和2阶振动对总振动引起的辐射噪声贡献较大;欲降低低频线谱,须降低振动响应幅值;在结构振动控制设计中,不仅要从结构振动烈度的角度控制弯曲振动响应幅值,还应考虑结构声学性能,从控制弯曲振动引起的声辐射角度出发,补充提出设计指标。     

中低速磁浮轨道结构垂向振动传递特性研究EI北大核心CSCD

为研究中低速磁浮轨道结构的垂向振动传递特性,基于室内试验与振动理论,建立轨道结构频域分析模型,以结构垂向导纳,位移与力的垂向传递率为评价指标分析了结构的垂向振动传递特性。探究了扣件垂向刚度、扣件垂向阻尼、轨枕支承间距、F轨顶面厚度以及轨枕翼缘厚度对于结构垂向振动传递特性的影响。研究表明:中低速磁浮轨道结构的垂向振动可分为低频整体振动与高频局部振动两个阶段,且结构整体振动时力与位移的垂向传递率较高;F轨沿结构纵向上的垂向位移导纳变化并非随着与激励点距离的增大而减小,而是与结构在不同频率下的振型有关;扣件垂向阻尼增大对力与位移的垂向传递均有抑制作用,其中对于力的垂向传递抑制更加明显;扣件垂向刚度、轨枕支承间距、F轨顶面厚度以及轨枕翼缘厚度都会使结构局部刚度发生改变,从而影响力与位移垂向传递的峰值与频率。     

列车垂向振动的半主动随机隔振研究

依据拉格郎日方程,建立了六自由度铁路客车半主动隔振系统的垂向振动模型;应用MATLAB软件编制了“铁路客车被动、半主动随机隔振分析”仿真系统,对铁路客车随机隔振进行计算机仿真。计算在不同的输入参数下,车辆的时域响应和位移与加速度响应方差,讨论了弹簧刚度、阻尼、车速等对隔振性能的影响。应用非线性随机振动理论对比分析了铁道客车的被动、半主动随机隔振的隔振效果,对铁道客车半主动随机隔振系统进行了参数优化。结果表明：半主动悬架的隔振性能比被动悬架有显著提高,在设计半主动悬架隔振系统时,可以在许可范围内适当增大阻尼、减小弹簧刚度,以达到最佳的隔振效果。     

无伞空投储液罐的高空跌落仿真分析

目的为提高液体类空投物资补给效率,研究椭球型结构的无伞空投储液罐跌落冲击地面过程的力学响应。方法基于欧拉-拉格朗日耦合算法,建立含有内盛物的椭球形储液罐有限元模型,通过Abaqus CAE仿真跌落得到罐壁材料层为聚乙烯-发泡-聚乙烯在不同厚度比条件下含内盛物跌落的最大等效塑性应变(简称最大塑性应变)云图、应力-时间曲线。结果不同层间厚度比与储液罐的最大塑性应变、塑性应变的时间和应变集中区域有密切联系,当厚度比为1∶2∶1时,罐体达到最大塑性应变的时间短,把手部位出现应变集中现象的概率增大;厚度比为1∶1∶2时,罐体的塑性应变相对降低,抗冲击能力没有达到理想优化效果;厚度比为1∶1∶2时,罐体的塑性应变最小,在此情况下能承受的冲击地面的瞬时速度最大,罐体的结构性能最好。结论基于此提出了一种结构优化思路,在添加中间发泡层以减轻配重的基础上,适当增加外层聚乙烯材料的厚度或者使用缓冲性能更好的材料,增加罐壁的缓冲吸能,改善材料结构强度。