爆炸荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应分析

本文应用分层Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的非线性动力有限元法，研究化爆和核爆荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应问题，探讨其动力响应特性以及钢板设置方式对钢筋混凝土梁动力响应的影响。     

弹性地基梁动力响应分析的新方法

本文首先建立有阻尼弹性地基梁动力学的一类变量广义Ｈａｍｉｌｔｏｎ型拟变分原理，它能反映动力学初值－边值问题的全部特征。     

基于地震作用下连续钢桁梁桥动力响应分析

研究了某铁路连续钢桁梁桥在7级近源地震作用下桥梁跨中节点的动力响应,经有限元模拟计算,验证了该桥具有良好的抗震性能,以保证该连续钢桁架桥结构安全。     

随机波浪作用下海洋平台响应分析与结构优化设计

根据随机响应分析的确定性算法,提出了随机波浪作用下海洋平台结构响应灵敏度分析方法。采用虚拟激励算法,将随机响应灵敏度分析问题转化为稳态简谐响应分析,进一步求出结构随机响应的均值、方差、协方差等统计量的灵敏度。这一过程可直接利用响应分析的程序模块,避免计算振型导数的困难,具有较高的计算效率和精度。与差分法计算结果的比较验证了该方法的效率和精度。在此基础上,研究了随机波浪作用下海洋平台结构尺寸与形状优化方法。本文方法在有限元分析与优化设计软件系统JIFEX中实现,数值算例验证了算法的有效性。     

惯性平台内、外框架结构系统的动力响应分析

应用有限元数值计算方法,对某型号惯性平台内、外框架结构系统进行了动力响应分析,得到了结构系统在承受正弦周期载荷时的响应曲线、谐振频率、谐振频率点的振型及最大振幅,建立了平台内、外框架结构系统(外框架→内框架→台体)各部分响应的传递关系。通过分析计算,对如何提高结构系统的动态性能提出了方法和建议,为今后型号的改进和设计奠定了基础。     

海洋平台动力模型缩聚

针对一位于渤海湾的CII海洋平台,在建立有限元模型的基础上,将主坐标选择在平台桩腿上,应用动力模型减缩技术,得到平台减缩模型.采用模态阻尼识别结果,获得平台减缩模型下的阻尼矩阵,从而由系统质量矩阵M、刚度矩阵K和阻尼矩阵C构成振动控制分析等所用的结构动力减缩模型.对减缩模型进行动力响应分析,与有限元模型分析结果相比,表明两者具有较好的等价性.     

化爆作用下无梁板结构的冲切动力响应分析

在化爆土中自由场波传播理论的基础上,采用介质结构相互作用理论和双剪强度理论对无梁板结构冲切破坏机构进行了分析,建立了无梁板结构的冲切抗力模型和动力响应方程,分析结果与试验结果符合较好。     

波浪作用下粘弹性海床动力响应的数值分析

基于广义Biot理论,采用Kelvin-Voigt模型描述海床土骨架的应力应变时间的本构关系,从Galerkin加权余量法出发建立以土骨架位移u和孔隙流体全位移U表达的u～U形式的有限元边值方程,采用Newmark逐步积分法求解时域内动力方程。数值计算表明土骨架和孔隙流体的加速度对粘弹性海床动力响应的影响极小。当土的粘滞系数的数值小于其弹性剪切模量的大小时,体粘滞系数和偏粘滞系数的变化对超静孔压幅值的影响较小,但对有效应力幅值的影响相对显著。对于粘滞系数较大的海床,波浪荷载可能导致其变形在很短的时间内单调迅速增长至破坏。     

燃爆作用下板的动力响应分析

随着城镇燃气的普及，燃气事故也愈加频繁，对结构也造成了一定的破坏，因此确定燃气爆炸荷载的取值是非常必要的。由于燃气作用主要表现为压力波，其升压时间在１００毫秒量级左右，而构件的自振周期在１０毫秒量极。本文通过构件弹性响应的推导，认为最大的动力响应发生在压力波的峰值附近，其大小介于静载和突加荷载之间，最后给出了计算的公式。     

汽车炸弹爆炸冲击波作用下建筑物的动力响应分析

利用动力分析有限元程序LS-DYNA3D,对三层框架结构建筑物在汽车炸弹爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟.将建筑物在空气冲击波作用下和空气冲击波与地震波共同作用的动力响应作了比较,得出不同位置处质点压力和等效应力等参数,分析了爆炸冲击作用下建筑物的破坏效应,为建筑结构的防护设计提供依据.     

CⅡ海洋平台动力响应及模态参数辨识

根据CⅡ平台的设计资料，应用ANSYS大型有限元软件对平台进行有限元建模，考虑平台服役海域环境条件及平台设计标准，采用JONSWAP谱描述随机波面，应用Morison方程描述作用在平台桩腿上的波浪载荷，评估了平台振动水平，确定y方向为主振方向。应用随机减量技术提取平台特征节点处的自由振动衰减信号，较正确地识别出平台6阶固有频率，同时识别出相应的模态阻尼比系数。     

海洋平台确定多维地震动最不利输入方向的一种有效方法

提出一种快捷、高效且可靠的方法来确定海洋平台结构多维地震反应分析中地震动的最不利输入方向。该方法利用MATLAB中的小波分析工具箱可以方便且形象地显示地震动的局部时频特性，并根据平台结构的模态信息提取所关心响应的重要小波系数曲线从而获得地震动的有效输入能量时间过程，并判别地震动的最不利输入方向。以某一实际海洋平台为例，采用所提出的方法对四类场地的十组实际地震动不同角度输入情况进行了计算，同时利用ANSYS软件对平台的各种工况进行了时程反应分析以校核该方法的有效性；同时采用相同的方案对一组单自由度系统在某一地震动作用下进行了计算与校核。计算结果均表明：当结构对地震动方向较敏感时，在地震动以不同角度输入情况下，地震动有效输入能量最大的方向正是结构响应最大的方向，小波变换系数法在多维地震反应分析中具有很好的应用前景。     

自由界面法的若干新品种

本文利用一种实用完备模态集作为里兹基底建立了若干新的自由界面模态综合法品种,有精确的和近似的.不过本文仅详细叙述了近似自由界面法和两种综合步骤.由混合空间综合步骤之算例考核的成功可以推知,其它新自由界面法形式也应该能获得满意的结果.     

不同爆炸荷载下长江隧道的动力响应和损伤分析

运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对长江隧道中的非接触空中爆炸和接触爆炸等2种工况进行数值模拟分析,研究2种爆炸工况中盾构隧道衬砌结构内的能量耗散特性,基于能量原理探讨盾构隧道中衬砌结构各部位的动力响应,明确不同工况中隧道内爆炸冲击波的传播过程,获得隧道行车道板和衬砌结构的损伤特征,研究结果为大型盾构隧道抗爆设计提供理论依据.     

近场爆炸时混凝土桥墩的动力响应分析

为研究爆炸荷载作用时混凝土桥墩的动力响应,基于爆炸基本理论,开展近爆作用下混凝土桥墩的数值模拟与破坏模式研究,并通过方柱墩与圆柱墩对比、墩柱配筋方式与爆心位置变化等分析墩柱底部的水平位移和水平速度时程变化,进而研究墩柱的抗爆性能与破坏形态。研究结果表明:同等条件下圆形墩柱的抗爆能力要优于方形墩柱;爆炸荷载作用下墩柱纵向主筋的配置可改变墩柱的破坏形态,且墩柱底部的抗剪能力主要靠纵向主筋提供,箍筋的抗爆作用有限;近场爆炸时地基对墩柱底部的约束作用明显,进行墩柱抗爆设计时,可以结合基于性能的抗震理论实现墩柱底部的塑性铰设计。     

爆炸冲击作用下连续梁桥动力响应和影响因素研究

运用数值模拟的方法建立爆炸冲击作用下的钢筋混凝土连续梁桥模型,通过改变爆炸作用点位置、爆炸作用比例距离等因素,研究连续梁桥在爆炸冲击荷载作用下的动力响应和敏感性影响因素。结果表明:连续梁桥中跨跨中是其桥面抗爆性能最为薄弱的位置,在抗爆设防中应着重考虑;当装药量相同时,桥梁的破坏程度与比例距离成反比关系;连续箱型桥梁内部爆炸时,对桥梁造成的破坏最为严重,同等条件下下方爆炸时,桥梁破坏程度最小。本研究为桥梁抗爆设计及损伤评估提供理论依据。     

水下钻孔爆破冲击波下桥墩的动态响应及防护分析

利用数值模拟方法以及现场监测技术,结合砖灶子水下炸礁项目,研究了水下钻孔爆破水中冲击波对桥墩的影响以及防护,对水中冲击波作用下桥墩结构的动态响应以及气泡帷幕的削减效果进行对比分析,并结合现场监测数据,对李家沱大桥的动态响应以及安全状态做出评价。研究发现:桥墩结构对水中冲击波的动态响应在桥墩中部及桥趾部位较大,且迎爆面的响应大于背爆面,测量点的速度与加速度响应最大值均出现在水平径向,然后是垂直方向和水平切向;气泡帷幕对于水中冲击波的削减效果良好,且距离保护对象5 m时效果最佳。运用气泡帷幕防护及现场监测指导施工,使得李家沱大桥处于安全状态下。     

水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳动态响应的数值仿真研究

运用大型商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳的非线性动 态响应。采用一般耦合算法(generalcoupling)模拟流体与结构的耦合效应,计算中考虑了材料的应变率强化效应,几何 非线性以及结构的初始缺陷的影响,计算结果与实验吻合较好。比较了肋骨和肋间壳板在迎爆面,侧爆面和背爆面处的 中面有效应力和应变,分析了壳体在三个不同部位的破坏机理。最后比较了计算中考虑应变率效应与否对壳体最终变 形的影响。     

用Love面波特性计算动力响应的进一步探讨

根据上软下硬地基中Ｌｏｖｅ面波的能流分布规律，提出了利用Ｌｏｖｅ面波的第一模态波模拟水平方向传播波，而竖直方向传播波则采用半无限单元来模拟。通过算例来验证本文方法的可靠性和精确性，并讨论了传统的传递边界法的可靠性，对这两种方法进行了比较。最后讨论了衰减系数φ对计算结果的灵敏性。     

远场水下爆炸结构动态响应的数值模拟方法研究

远场水下爆炸载荷作用下结构动态响应的数值模拟方法的研究一直是国内外专家关注的热点。针对远场爆炸中冲击波传播的消散过程,将爆炸冲击波载荷直接加载于结构附近的水域面,基于DAA和Taylor板理论,提出简化的改进数值计算方法。采用有限元软件模拟水下爆炸的冲击波传播,通过与经验公式对比,表明只有当水域网格较小时,才能比较真实的模拟冲击波传播过程。最后通过文献中的实验验证了改进方法的准确性,该方法可有效的分析远场水下爆炸下结构的非线性动力高频响应。