大型预应力梁式渡槽动力特性分析

渡槽结构的动力特性分析是渡槽结构地震响应分析及抗震设计的基础.采用有限元分析软件ANSYS对滏阳河渡槽进行动力特性分析,水体和槽壁之间的相互作用采用附加质量法来处理,计算分析矩形渡槽在不同水深时的自振频率和主振型.计算结果表明:水体对渡槽结构主振型的影响可以忽略不计,但是对渡槽结构自振频率的影响很大;渡槽的频率随水深的加深而减小.研究结果可以为滏阳河渡槽的抗震设计及其防护提供依据.     

考虑流固耦合的矩形渡槽动力分析

针对大型矩形渡槽的动力分析问题,建立流固耦合(FSI)系统的位移-压力(ui,p)有限元格式,固体域以位移为自由度,流体域以压力为自由度,给出流固耦合系统的动力特性方程;并基于FSI的(ui,p)格式建立槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学计算模型,采用模态分析法和拟静力法分别求解6种水深(空槽、1/4水深、半槽水深、3/4水深、设计水深、满槽水深)下渡槽的动力特性和动力响应.计算结果表明,基于FSI系统的(ui,p)格式,考虑了槽体与水体的相互作用,提高了计算精度,同时也得出不同水深下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律.     

渡槽结构动力性能的有限元分析

为分析南水北调水利工程某渡槽的结构动力性能,以便对工程设计提供有力支持,采用８结点空间块体单元对渡槽进行有限元离散．借助ＳＡＰ９３有限元分析软件,对该渡槽进行４种工况（槽内无水、槽内有水、渡槽无伸缩缝、渡槽有伸缩缝）下的模态分析及地震荷载作用下的动力响应时程计算．结果表明：在无水情况下,无伸缩缝时的各阶频率均大于有伸缩缝时对应的各阶频率;在渡槽有水情况下也有同样的结果．对于具有相同结构的渡槽,无水时的各阶频率均大于有水时相应的各阶频率     

基于势流理论的渡槽结构动力特性对比分析

推导了基于势流理论的流固耦合系统的有限元基本方程,对两种U形截面(底部加厚和不加厚)的渡槽结构进行了动力特性计算和对比分析.在动力特性分析模型中,水体采用势流体模型进行模拟,考虑了流固耦合作用对渡槽结构的影响.通过对比分析得出:不同水深对两种U形截面渡槽的振型影响均表现在左右两槽横向反向弯曲振动上;底部加厚截面渡槽的横向刚度比底部不加厚截面渡槽的大,这使其能够承受较大水深水体的作用;底部加厚截面渡槽,由于底部纵向预应力筋张拉方便,因而被实际工程设计所采用.     

大型金属挤压机卸荷过程插装阀流固耦合分析

应用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了大型金属挤压机卸荷插装阀FSI模型,从理论上研究了流固耦合单元算法及控制状态方程,并通过流固耦合仿真分析,得出了插装阀瞬态力学特性及卸荷过程中流体与插装阀阀芯相互作用下的冲击特性.研究结果表明:卸荷过程的平稳与阀芯阀套端盖接触时间有关,油液挤压时间最好不要超过0.04 s,平稳的卸荷过程中油液对阀芯的冲击力峰值为140kN,阀套最大Von Mises应力为456 MPa.     

南水北调中线双洎河渡槽对水体动力响应的分析

针对南水北调中线工程中的双洎河渡槽结构,在计算渡槽动力响应时,槽内水体对结构产生的影响是不容忽视的。分别采用附加质量法、Housner法及流固耦合法建立的渡槽数值分析模型,对其动位移和动应力进行了分析,得出了不同水体简化方法在计算结果上的差异,以供设计者参考。     

真空动力固结软土地基流固耦合动力特性分析

针对真空动力固结饱和软土地基过程产生的大变形和流固耦合特征,基于大变形非线性有限元法构建了轴对称流固耦合模型,并引入人工边界条件模拟夯击波的传播,同时采用精细时程积分和两点递进格式相结合的交替迭代算法对模型进行解耦计算。结果表明:真空动力固结有效影响半径可取2.5 r,平均有效加固深度宜取9.0 m,真空负压和动力固结冲击荷载相互影响对于饱和软土地基位移增幅效果明显,且可以显著降低软土地基液化的可能性。同试验值的对比结果也验证了数值分析的有效性。     

考虑流固耦合的渡槽结构半主动控制研究

基于渡槽结构流固耦合动力分析模型,采用结构振动控制原理中的限界Hrovat最优控制算法,进行了南水北调工程某大型渡槽结构变阻尼半主动控制研究;通过建立大型渡槽的动力分析模型及运动方程,对比计算了大型渡槽在无控、半主动控制和主动控制3种工况下的地震响应差异,计算结果表明:主动变阻尼控制装置能有效降低考虑流固耦合的渡槽结构纵向地震响应;限界Hrovat最优控制算法能有效跟踪和实现主动最优控制力.     

河流矩形冰盖结构的动力特性分析

冰盖结构的动力特性属于流固耦合系统中的动力学问题.根据黄河凌汛的特点和现场破冰试验采集的数据,研究了冰盖前20阶振型、不同厚度下自振频率和阶次的关系、自振频率和水深的关系等.研究结果有助于提高定向爆破的效率.     

基于Workbench的油罐车流固耦合系统谐响应分析

我国成品油料的短程运输以油罐车运输为主,由于路况的影响,在行驶中,尤其是在转弯的过程中,油罐会受到强烈的动载荷的作用,因此晃动的液体和储罐壁面结构的耦合振动是一个非常重要的问题.本文基于ANSYS Workbench/Fluent有限元软件对G₆₀罐体采用单向流固耦合进行谐响应分析.考虑油罐车罐体在转弯时受到溶液的横向冲击载荷,将其简化成一个固定的加速度,在此加速度的作用下对不同充液率的油罐车罐体流固耦合系统进行谐响应分析.结果表明：当罐体受到某一固定冲击时,应力最大处发生在罐体与完全固定支座的连接处;随着充液率的增加,同频率下的应力也随之增加.     

基于ANSYS的含液容器流固耦合模态分析

讨论了含液容器流固耦合动力特性的有限元方程，用ANSYS软件对正方形充液容器进行了模态分析。得出其理论模态特性，结果表明该模型有效可靠。     

大型高墩渡槽的横向动力特性分析

将高墩渡槽简化为一高墩矩形水箱耦联系统,采用解析法分析了该系统的横向自由振动特性,分析结果表明：（１）耦联系统的频率可分为两类,一类为“流体振荡频率”,反映了水体的晃动;另一类为“结构振荡频率”,反映了结构的固有运动．（２）墩顶集中质量显著地影响“结构振荡频率”及“结构振荡振型”．     

大型双槽渡槽动力特性分析

采用 2 0结点空间块体单元剖分渡槽槽身和槽墩 ,分别用耦合自由度、低刚度块体单元、多个弹簧单元模拟槽身横向拉杆和加劲肋、渡槽槽内水体及盆式橡胶支座 ,建立大型双槽渡槽结构动力分析的有限元模型 ,并对南水北调水利工程某大型双槽渡槽进行了多工况动力特性分析 ,探讨了渡槽横向拉杆、槽内水体及盆式橡胶支座等多种因素对渡槽整体动力性能的影响 .计算结果表明 ,渡槽横向拉杆对渡槽的横向动力特性影响不可忽略 ,盆式橡胶支座竖向刚度在一定范围内影响渡槽的动力特性 ,槽内水位的高低及分布情况对渡槽的动力特性影响很大 .     

流体在管道中流动时管道的自振特性研究

基于三维弹性理论及欧拉线性方程,采用位移-压力格式有限元方法,得到附加矩阵。通过叠加附加矩阵把流固耦合结构振动问题化成普通的结构振动问题,建立了流体在管道中流动时结构振动的有限元方程,研究了流体在管道中流动时结构的自振特性,重点研究了流体速度对管道自振频率的影响。研究表明,管道各阶自振频率随着流体速度的递增呈递减的趋势。     

LRB隔震渡槽结构地震响应的简化计算方法

为探究采用铅芯橡胶隔震支座的大型渡槽结构地震响应的简化分析计算方法,本文针对某大型隔震渡槽进行了7度顺槽向地震响应分析.比较了双质点双线性模型、单质点双线性模型、改进后的单质点双线性模型和有限元模型的计算结果.分析了槽墩刚度、阻尼比对计算结果的影响.分析计算表明改进后的单质点双线性模型计算简便并能够满足精度要求,可以运用于实际工程的初步设计中.     

阶跃函数在信号分析中的应用

单位阶跃信号描述了某些实际对象从一个状态到另一个状态可以瞬间完成的过程,在线性时不变系统分析中起到了非常重要的作用。通过阶跃信号的一些基本知识,主要讨论了怎样用阶跃信号表示分段函数,并分析了单位阶跃信号在频谱分析中的优点。     

阶跃函数在信号分析中的应用

单位阶跃信号描述了某些实际对象从一个状态到另一个状态可以瞬间完成的过程,在线性时不变系统分析中起到了非常重要的作用.通过阶跃信号的一些基本知识,主要讨论了怎样用阶跃信号表示分段函数,并分析了单位阶跃信号在频谱分析中的优点.     

输流管道流固耦合非线性动力学分析

利用有限元软件，采用ALE法对输流管道流固耦合非线性动力学特性进行计算分析．得到耦合处及其附近流体各向速度随时间变化曲线，在某一时刻管内任意横截面处的速度分布和管子在垂直流速方向上的振型，及管子在耦合作用下的振动频率．为提高设计阶段对振动特性预测的精度、保证管路系统的运行可靠性提供了参考．