结构设置粘弹性阻尼器后的简谐受迫振动

利用分数导数模型建立了结构设置粘弹性阻尼器后的动力方程,研究了该结构的简谐受迫振动,并讨论了粘弹性阻尼器粘性系数对结构幅频特性的影响,得到了结构对一般周期激励的稳态响应。     

上覆分数阶粘弹性饱和场地土位移地震放大系数

考虑土体液相和固相的耦合作用,将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性,其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述,建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题,得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明,分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响,通过压实场地土,可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用,通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。     

分数导数Kelvin粘弹性土中管桩的扭转振动

将管桩桩周土和桩芯土均看作粘弹性介质,同时运用分数导数Kelvin粘弹性本构模型描述桩周土和桩芯土的应力应变关系。仅考虑桩周土和桩芯土的环向位移,通过Fourier变换和分离变量法求解了桩周和桩芯分数导数Kelvin粘弹性土的扭转振动。考虑桩周土和桩芯土对管桩的作用力,建立了分数导数Kelvin粘弹性土中管桩的扭转振动方程,通过求解管桩的扭转振动得到了频率域内管桩桩顶的扭转复刚度。结果表明:桩周土本构模型参数α1和Tb1对管桩的扭转振动有一定的影响,而桩芯土的本构模型参数α2和Tb2对管桩扭转振动的影响与频率有关;桩芯土与桩周土剪切模量比μ小于1且μ较大时,扭转复刚度实部和虚部随频率变化曲线波动较大,而μ大于1时其对管桩扭转振动的影响很小;管桩壁厚、长径比和管桩与土体的剪切模量比Gp对管桩的扭转影响较大。     

具有半封闭隧道的饱和粘弹性土动力特性

考虑介质和流体的压缩性,根据Biot理论和弹性壳体理论,在频率域内研究了饱和分数导数粘弹性土体-半封闭圆形隧道壳体衬砌系统耦合振动。将土体视为液固饱和多孔介质,选择反映介质流变特性的分数导数模型描述土骨架的应力-位移本构关系,又引入部分透水的边界条件,得到了饱和粘弹性土体中半封闭隧洞内边界分别在轴对称荷载和流体压力作用下位移、应力和孔压的表达式。进行了参数分析,研究表明：轴对称荷载条件下,分数导数阶数对系统响应的影响远大于流体压力情形下的动力响应,且存在明显的共振效应,但流体压力条件下不产生共振现象。     

粘弹性人工边界在重力坝地震分析中的应用

介绍了粘弹性人工边界以及粘弹性人工边界单元的推导过程,在此基础上对某重力坝的坝体—地基结构系统进行有限元三维地震响应分析,结果表明无限地基辐射阻尼的粘弹性人工边界能够显著减小坝体地震响应。     

粘弹性阻尼材料支座在网壳结构减震控制中性能研究

空间网壳结构在强震作用下支座容易受损，而支座破坏后会引起网壳结构的整体坍塌，其后果是网壳结构中橡胶支座得到了广泛的应用。粘弹性阻力材料的力学性能与橡胶支座采用的胶料相近，而粘弹性阻尼材料比普通橡胶材料具有更高的阻尼耗能能力，故将胶料改进粘弹性阻尼材料是可行的。本从支座隔震的角度对网壳结构的动力性能进行了探讨，并将粘弹支座取代传统的橡胶支座，提出了针对这种支座的计算，并运用时程分析法对其受力性能进     

带有新型角位移阻尼器的木框架结构振动台试验

针对木框架结构的特点研发了一种新型粘弹性角位移阻尼器,并对安装了新型粘弹性角位移阻尼器的2层木框架结构进行了振动台试验及数值模拟,与未加阻尼器的木框架进行了对比分析。结果表明:新型角位移阻尼器能够给结构提供一定的刚度和阻尼,并有效减小结构的位移和加速度反应,提高木框架结构的抗震能力;在计算粘弹性阻尼结构的动力反应时,采用Wen模型可以很好地模拟阻尼器对结构的控制作用。     

粘弹性阻尼结构的振动台试验

本文通过对一１：５装有粘弹性阻尼器的三层钢筋混凝土框架结构模型进行振动台试验,了解粘弹性阻尼结构的动 力特性和破坏情况。并对比研究了加与未加粘弹性阻尼器结构的动力反应试验结果,以及加有粘弹性阻尼器结构的试验 和弹塑性分析结果,得出有关结论。     

考虑频率相关性粘弹性阻尼器减震高压电气设备结构性能分析

粘弹性材料的耗能能力往往受到加载频率的影响,然而对减震结构进行地震动响应分析时鲜有考虑该影响因素。地震动荷载中往往包含复杂的频率成分,若能考虑频率的影响效应,将使数值仿真更加符合实际。基于广义Maxwell模型的粘弹性本构关系,采用ANSYS软件建立了包含粘弹性阻尼减震垫高压电气设备结构模型,计算减震结构在不同地震动输入下的响应,与等效弹簧阻尼模型计算结果对比。表明阻尼材料的频率相关性对减震系统地震响应存在一定的影响,幅值约为12%,且影响性态与地震波卓越周期有关。     

抗震加固的粘弹性阻尼减振（震）新技术

粘弹性阻尼减振（震）技术是结构减振（震）控制中最为适用的技术之一,将粘弹性阻尼器加设到结构柱间支撑等可变形部位,可耗散结构的振动能量,从而有效减小结构的地震反应。介绍用于建筑结构中的粘弹性阻尼器类型、力学模型以及加入粘弹性阻尼器结构的分析设计方法。为进一步加快粘弹性阻尼器在实际工程中的应用,简要介绍了加入粘弹性阻尼器结构的试验研究和工程应用概况。     

具有黏弹性衬砌的深埋圆形隧洞饱和土动力响应

 由于混凝土衬砌具有黏弹性性质,以往的弹性曲梁、弹性壳体等理论都难以描述其蠕变的全过程。将土体和混凝土衬砌分别视为饱和多孔黏弹性介质和具有分数阶导数本构的黏弹性体,在频率域内研究饱和黏弹性土和分数导数型黏弹性衬砌系统耦合振动特性。根据Biot理论和黏弹性理论,通过位移势函数,分别得到简谐荷载作用下饱和土和衬砌的位移、应力和孔压解析通解,并通过衬砌内边界以及饱和土和衬砌接触面处的应力和位移协调条件,给出待定系数的具体表达式。考察饱和土和衬砌各物性和几何参数对系统动力特性的影响,研究表明：饱和黏弹性土和分数导数型黏弹性衬砌系统的动力特性与饱和黏弹性土和经典黏弹性衬砌系统的动力特性存在较大差异。另外,随着土骨架阻尼比的增加,响应幅值逐渐减小。     

黏弹性分数导数型饱和土中球形空腔的动力响应

基于Biot理论,在频率域内研究了黏弹性分数导数型饱和土中球形空腔的动力响应。利用分数阶导数黏弹性模型描述土骨架的应力–应变本构关系,并采用与土体孔隙率有关的应力系数合理地确定了衬砌和孔隙水分别承担的内水压力值。通过土体和衬砌接触面处的连续性边界条件,得到了内水压力作用下黏弹性分数导数型饱和土体中球形空腔的稳态动力响应。考察了物性参数对响应幅值的影响,研究表明：土体黏性和材料特性以及多孔柔性衬砌和饱和土的相对渗透性,对系统响应有较大的影响。     

A fractional-spectral method for vibration of damped space structures

Based on the theory of fractional calculus and the spectral theory of vibration, a new spectrally formulated finite element method of analysis is developed which is capable of making accurate predictions of the dynamic response of structures with added dampers. The frequency-dependence damping characteristic of structural materials can be modelled accurately using the fractional derivative model. It is shown that the proposed method can be extended to develop a nonlinear damping element which can be used to model structural dampers. The approach has an advantage over the usual viscous treatment, which appears to lack physical motivation. The nonlinear damping solution is shown graphically, and the consistency of method is investigated. Using a computer program, the proposed formulation has been used to derive the dynamic response of a tall structure with added viscoelastic dampers.     

上承式钢板梁横向振动控制的试验研究

随着列车速度的提高 ,上承式钢板梁横向振幅过大的问题日益突出 ,它直接威胁行车安全。提出用粘弹性阻尼器控制上承式钢板梁的横向振动 ,并在京广上行线羊楼司桥上进行现场试验。结果表明 ,粘弹性阻尼器能有效地减小上承式钢板梁的横向振幅 ,为进一步选择合适的粘弹性材料提供了试验依据。     

任意荷载下分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结

将分数阶导数理论引入Kelvin–Voigt模型,来描述黏弹性饱和土体的力学行为。对饱和土体一维固结方程和分数阶导数Kelvin–Voigt本构方程实施Laplace变换,联立求解得到变换域内有效应力和沉降的解析解。采用Crump方法实现Laplace数值反演,获得了任意荷载情况下物理空间内一维固结问题的半解析解。并将指数荷载情况下分数阶导数模型退化到黏弹性情形,结果与已有文献解析解相同,验证了本研究提出任意荷载情况下分数阶导数黏弹性解的可靠性。最后,分析了相关参数对固结沉降的影响。研究表明,任意荷载情形下分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结发展过程与黏滞系数和分数阶次有关,分数阶次越大,固结沉降发展越快;黏滞系数越大,固结沉降变化越慢;荷载变化趋势与由荷载参数变化引起的沉降变化规律是一致的,且最终沉降量一致。本研究有助于深入认识分数阶黏弹性饱和土体的固结行为。     

悬浮隧道锚索涡激振动影响因素分析

将锚索运动简化为弹簧质量阻尼系统,锚索周围流场采用RSM(Reynolds Stress Model)结合增强的壁面函数模型计算,利用四阶Runge-Kutta法计算锚索振动方程,并将程序写入FLUENT软件进行流固耦合分析。讨论了锚索质量比、阻尼比、是否考虑流向运动和来流速度对锚索涡激振动的影响,主要结论有：质量比对锚索横向涡激振动幅值影响很小,对约化速度范围影响较大;阻尼比对约化速度范围影响很小,对锚索涡激振动幅值影响较大;在低质量比的情况下,考虑锚索流向运动时,涡激振动幅值比不考虑时偏大。     

粘弹性阻尼器参数设计及位置优化实用方法

粘弹性阻尼器是减振被动控制中一种十分有效的耗能减震装置.本文系统地阐述了粘弹性阻尼器用于结构抗震控制的设计方法，根据粘弹性阻尼器的耗能原理友抗震规范方法提出了粘弹性阻尼器位置优化实用方法，比较了粘弹性阻尼器在不同位置布置下的减震效果，并为粘弹性阻尼器几何参数及位置确定提供了实用可行的设计过程。     

粘弹性桩纵向振动问题的积分变换解

建立了有限长粘弹性桩在桩侧和桩端土作用下 ,受纵向激励条件下的定解问题 ,并利用拉氏变换 (Laplace)求得在任意激振力作用下桩顶的位移和速度的传递函数 ,然后进行拉氏逆变换求得半正弦激振力作用下桩顶速度响应解析解 ,并就桩材阻尼对桩土系统的振动特性的影响作了进一步的研究。