设置粘弹阻尼器的基础隔震结构平稳响应分析

为设置粘弹性阻尼器的多层基础隔震结构平稳地震响应分析的扩阶复模态法.在建立了结构上、下部的运动方程以及阻尼器阻尼力的一阶微分方程基础上;将上部结构按第一振型展开,获得了含有第一振型广义位移、隔震层位移及阻尼力为未知参数的二阶方程组后,通过扩阶将原二阶方程组精确化为一阶状态方程组,运用复模态法,获得了结构位移、速度及阻尼器响应的解析解,在平稳白噪声随机激励作用下,结构及阻尼器的响应方差解析解,并给出一般性算例;最终建立了基于扩阶复模态法分析多层基础隔震结构附加粘弹性阻尼器的平稳地震响应的一整套计算方法.算例结果表明:设置粘弹性阻尼器的隔震结构比一般结构的抗震效果优越很多.     

基础隔震结构基于设计反应谱的地震作用取值

首先建立了基础隔震结构的运动方程.由于所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,因此用复模态法解耦,得到了结构地震响应的时域表达式;然后引用欧拉变换,获得了响应关于一系列等效单自由度体系位移和速度响应的线性组合,根据振型分解反应谱理论就可以求解基础隔震结构基于设计反应谱的地震响应和地震作用.最后,通过一个例子来说明该方法的精度和应用,以便为理论研究、工程设计和规范的修正提供参考.     

基础隔震层附加黏滞阻尼器结构优化设计方法

为合理有效地进行基础隔震结构隔震层黏滞阻尼器设计,提出一种根据隔震层位移和剪力设计侧重需求确定阻尼器参数的优化设计方法.针对隔震层设置黏滞阻尼器的基础隔震结构建立地震能量平衡方程,给出由地震结束时刻总输入能量预测隔震层最大位移与总剪力系数的简易方法,并利用动力时程分析验证预测法的准确性,结果表明阻尼器附加阻尼比越大则预...     

滚轴基础隔震的动力分析

为了分析滚轴隔震结构在地震作用下的动力响应，在滑移隔震研究的基础上，针对滚轴纯滚动运动特点，推导出了滚轴隔震结构的动力方程.对某一工程实例采用滚轴隔震的方法，进行了在El Centro地震波作用下的数值模拟仿真，并分析了隔震结构的峰值加速度、相对位移、基底位移和基底残余位移等.结果表明：滚轴隔震能有效地减缓上部结构在强震时的响应.当滚动摩阻系数大于0.15 cm时可以不施加限位装置，滚动摩阻系数越小，上部结构的加速度和层间位移越小，进一步减缓上部结构 “鞭梢效应”的效果越明显.     

基础隔震结构的系统参数优化设计

目的为了改善基础隔震结构的减震效果，实现基础隔震结构设计的可靠性和有效性。得到基础隔震结构的系统优化参数．方法建立了基础隔震结构的动力分析模型，推导出其运动微分方程；对标准遗传算法经常出现未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等缺点进行改善，提出了改进混合遗传算法；建立基础隔震结构系统参数优化设计模型，使用改进混合遗传算法对7层LRB隔震结构的系统参数进行优化设计，结果优化后。LRB隔震结构的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比优化前有不同程度的降低．结论工程实例计算结果表明改进混合遗传算法对基础隔震结构的系统参数优化效果比较理想，基础隔震结构的各项地震反应均得到了更好地控制．     

基础隔震结构多振型随机地震响应分析

为研究多自由度基础隔震结构的随机地震响应问题,用多个振型将上部结构展开,针对所得方程的非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况,采用复模态法进行解耦,获得了以多振型表示的结构地震响应的计算表达式。算例结果表明多自由度基础隔震结构减震效果显著。     

基于位移响应最小化的约束阻尼结构优化设计

针对约束阻尼结构的动力学拓扑优化问题,基于实体各向同性材料惩罚模型(SIMP插值模型),以约束阻尼结构位移响应最小化为优化目标,约束阻尼材料使用量为约束条件,建立了约束阻尼结构位移响应拓扑优化模型.在位移响应的灵敏度分析时,将模态阻尼比的灵敏度引入到优化目标的灵敏度分析中,使优化目标的灵敏度计算更加准确合理.采用移动渐近线法(MMA)对拓扑优化模型进行求解.通过算例分析,验证了提出的约束阻尼结构的动力学优化算法的正确性和有效性.     

基础滑移隔震体系滑移位移谱研究

采用Matlab/Simulink分析了纯摩擦滑移隔震体系在地震作用下的动力响应,建立了滑移隔震结构的多自由度计算模型,并分别对比了滑移隔震体系的等代单自由度刚体模型、双自由度模型与多自由度模型的滑移位移谱、滑移量时程分析曲线.计算结果表明,双自由度模型与多自由度模型的动力响应比较接近;隔震层的最大滑移量只与摩擦系数和输入的地震波有关,而与结构的整体质量无关;当隔震层的摩擦系数小于0.1时,单自由度刚体模型的和多自由度体系的滑移位移谱拟合较好,从而验证了等代刚体结构确定的滑移位移谱模拟实际滑移隔震结构的合理性和可行性,为滑移隔震体系的推广建立了基础.     

古建筑隔震动力时程分析

利用数值模拟方法研究采用隔震技术保护古建筑抗震安全性.建立了非隔震和隔震东宫门古建筑2种三维实体有限元模型,进行模态分析和动力时程分析.通过输入不同频谱的天津波、EI Centro波和人工波,对比分析了2种模型结构动力特性及在罕遇地震作用下的位移、加速度时程曲线.结果表明:非隔震与隔震东宫门各阶模态基本一致,但隔震结构基本周期明显增大,有效地减小了地震作用.在天津波、EI Centro波和人工波作用下,隔震结构比非隔震结构位移和加速度分别减少了33.29%、63.74%、55.67%和91.04%、91.67%、91.43%,隔震支座极大地减少地震反应.本文的隔震研究可为类似古建筑的抗震保护提供一定的参考.     

近断层地震作用下相邻隔震结构的碰撞研究

采用Kelvin碰撞模型,推导了在近断层地震作用下隔震结构与相邻建筑物相碰撞的动力方程,研究了碰撞时隔震支座的隔震效果.并将隔震建筑与限位装置、与相邻非隔震结构以及与相邻隔震结构在近断层地震作用下相碰撞时的动力响应进行了对比分析.研究表明,碰撞使得基础隔震结构的加速度反应增大,但仍小于非隔震时发生碰撞的加速度响应.通过对比分析得出地震作用时隔震建筑与两边相邻结构相碰撞的次数要远多于仅一边结构相碰撞的次数.     

智能隔震结构振动控制及其优化设计

目的为改善铅芯橡胶支座（LRB）隔震结构的减震效果和适用范围，并确定结构的优化参数和控制装置优化布局．方法提出3种磁流变阻尼器（MRD）与LRB混合方案，形成智能隔震结构。建立其动力分析模型，对7层智能隔震结构进行地震反应分析．结果3种混合方案的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层问剪力峰值分别比LRB隔震结构有不同程度的降低．建立智能隔震结构的优化设计模型，对混合方案3进行优化设计，各项地震反应均得到更好地控制．结论IHGA对智能隔震结构的参数和控制装置布局优化设计是有效的     

隔震技术研究

为了促进隔震技术在多层建筑中的应用,降低地震带来的灾害,简要介绍了建筑设计中隔震消能减震技术的特征,并且结合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),对叠层橡胶垫基础隔震技术在多层建筑应用过程中的计算模型的建立、动力反应、隔震层的设计、应用范围、应用基础隔震技术须注意的问题等分别进行研究,提出隔震结构能够将主要的变形集中于隔震层处,多层房屋建筑采用隔震结构能有效降低地震反应,使结构在地震中保持弹性状态,从而可采用简便的线弹性分析方法,使结构分析更简便。     

基于可靠度约束的混合预防性维修模型

结合故障率衰减和年龄减小两种典型预防性维修策略,建立了一种适合设备维修现场特征的混合预防性维修模型.引入了可靠度约束条件,建立了单位时间平均维修费用优化模型,通过求解模型获得了兼顾维修成本和可靠度关系的最佳预防性维修策略,并采用随机变量评估混合预防性维修的效果.以故障时间符合威布尔分布的造纸机设备为例,运用混合预防性维修优化模型进行求解,得到了最佳预防性维修策略,使设备在可靠度约束条件下的平均维修费用比10种维修方案的平均水平降低了10.11%,比最高费用降低了21.05%.在可靠度约束条件下带有随机参数的混合预防性维修优化模型可以实现在满足最低可靠度标准下单位时间平均维修费用最低的目标,为维修计划的制定和现场作业调度提供决策支持.     

随机变量下的热传导结构拓扑优化设计

研究具有随机变量的稳态热传导结构在散热弱度约束下的拓扑优化设计问题．建立了以单元相对导热系数为设计变量,导热材料体积极小化为目标函数,满足散热弱度可靠性指标为约束条件的稳态热传导结构的拓扑优化设计数学模型．基于随机因子法,利用代数综合法推导出散热弱度的数字特征的计算表达式．采用渐进结构优化方法(Evolutionary Structural Optimization,ESO)求解,并利用过滤技术消除优化过程中的数值不稳定性现象．通过两个算例验证文中模型及求解策略、方法的合理性和有效性．     

考虑竖向地震作用的LRB隔震结构优化设计

为了研究竖向地震作用对LRB隔震结构的影响,并改善其隔震效果,建立了耦合地震作用下LRB隔震结构的地震反应分析模型并推导出运动微分方程.以7层LRB隔震结构为例进行地震反应分析,研究结果表明当考虑竖向地震作用时,LRB隔震结构仍具有良好的隔震效果,但地震反应有不同程度的增加,且其增量随着竖向地震作用的增加而增加.建立LRB隔震装置的参数优化设计模型,采用IHGA程序对结构的进行优化设计.结果表明,LRB隔震结构在各种工况下的各项地震反应均得到更好地控制.     

隔震技术在多层建筑中的应用

目的 为了促进隔震技术在多层建筑中的应用，降低地震带来的灾害．方法 结合现行《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001），对叠层橡胶垫基础隔震技术在多层建筑应用过程中的计算模型的建立与选取、隔震层的设计、结构动力反应的实际意义等分别进行研究。并结合工程实例采用层间剪切模型，通过MATLAB程序模拟计算得出数据进行分析．结果 说明基础隔震结构能够将主要的变形集中于隔震层处．隔震结构的各层加速度和层间剪力明显降低．结论 多层房屋建筑采用隔震结构可以有效降低地震反应，保证多层房屋建筑在罕遇地震中正常使用．     

重载智能堆垛装备刚度建模与结构优化

针对重载、高精度、高可靠性、长距离等货物搬运要求,提出重载智能堆垛装备的结构方案.通过对堆垛装备的工作原理及承载受力分析,提出基于V型滚轮接触力计算法的堆垛装备综合刚度求解方法,给出计算实例. 利用有限元方法求解V型导轨的接触刚度及堆垛装备的综合变形量,与理论计算结果进行对比,验证了理论方法的准确性. 通过建立基于刚度最大为优化目标的优化模型,对龙门立柱与三级货叉进行结构优化,得到立柱优化结构以及货叉最优的截面参数. 对堆垛装备进行实机运行及静态承载下的综合挠度检测. 结果表明,优化后的堆垛装备能够满足工程应用的要求.     

采用泡沫衬垫的产品缓冲包装优化设计的研究

对于采用泡沫衬垫的产品缓冲包装，本文考虑产品和外包装箱为多自由度线弹性结构，泡沫衬垫为非线性粘弹塑性材料，在规定的流通环境条件－跌落高度，和规定的产品易损度条件－所能承受的峰值加速度之下，对衬垫进行了优化设计。对一种国产黑白电视机进行缓冲包装优化设计的应用研究表明，采用优化设计的衬垫包装电视机，不仅衬垫厚度可降低１７％以上，而且对电视机的包装保护也更为安全可靠。