基于剩余模态力分析方法的结构损伤识别

利用特征结构分配技术建立了结构有限元数值模型修正法。基于剩余模态力分析方法,提出了确定结构损伤位置的处法。最后,用数值示例说明了文中方法的应用。     

基于剩余模态力分析方法的结构损伤识别

利用特征结构分配技术建立了结构有限元数值模型修正方法。基于剩余模态力分析方法,提出了确定结构损伤位置的算法。采用灵敏度分析的方法来定量评估结构的损伤程度。最后,用数值示例说明了文中方法的应用。     

桁架结构损伤识别的最小秩方法

在结构损伤的早期阶段,损伤往往集中发生在少数单元,损伤前后总体刚度矩阵差的秩较小。本文给出一种基于矩阵最小秩理论的计算方法,对损伤结构的模态力余量方程进行求解,反演得到总体刚度矩阵的变化量。数值试验表明,该方法对桁架结构的损伤可进行精确的定位和标定。     

桁架结构损伤识别的最小秩方法

在结构损伤的早期阶段，损伤往往集中发生在少数单元，损伤前后总体刚度矩阵差的秩较小。本文给出一种基于矩阵最小秩理论的计算方法，对损伤结构的模态力余量方程进行求解，反演得到总体刚度矩阵的变化量。数值试验表明，该方法对桁架结构的损伤可进行精确的定位和标定。     

空间单层网壳结构损伤杆件位置识别试验

为解决空间钢结构震后常发生杆件损伤的位置识别问题,设计一个单层网壳结构试验模型,切断单个杆件模拟实际结构的杆件损伤,对该损伤杆件进行位置识别研究.首先,根据空间钢结构自由度多,模态密集等特点,基于小波包能量分析法处理频率密集信号的优势,应用单层钢网壳结构损伤前后两个监测阶段的加速度响应数据,建立抗噪性能和灵敏性较好的损伤杆件位置识别指标向量.再应用有限元软件ANSYS建立17组不同位置杆件损伤的数值分析模型,分别获得17组有限元模型损伤前后的加速度响应数据,通过小波包分析处理后将其损伤指标向量作为损伤识别样本库,再将具有单个杆件损伤试验结构的加速度响应数据处理后得到的损伤识别指标向量与损伤样本库中各杆件损伤位置的指标向量进行聚类分析,识别出实际结构杆件有可能的损伤位置.该方法能够快速识别出实际结构中损伤杆件可能损伤的区域位置,试验结果也验证了方法的可行性和有效性,为后续工程应用研究提供了理论和试验支持.     

空间网壳结构的形状优化

采用二级优化算法对空间网壳进行形状优化分析,建立了以结构自重小为目标函数的空间网形状优化的数学模型。详细分析了二级优化算法的实施步骤,以及一种有效的离散变量优化方法－相对差商法。     

单层球面网壳结构的动力特性研究

考虑不同矢跨比、荷载,支座刚度和跨度等多种因素对网壳结构的动力特性的影响,本文采用子空间迭代法系统研究了Ｋ８型单层球面网壳结构的自振特性,得出了Ｋ８型单层球面壳结构的自振规律;对网壳结构的动力特性研究以及实际网壳工程的抗震设计有参考价值。     

结构损伤识别的残余向量法及数值仿真

为了找到对小损伤较敏感的参数,在结构自由振动微分方程基础上,利用广义逆和矩阵投影定理,导出了识别效果很好的残余向量投影范数.确定了损伤单元,计算了该损伤单元的损伤因子.算例分析发现,该参数对结构损伤非常敏感,能识别出结构中的微小损伤,而且不受损伤位置的约束,仅需要结构的前几阶模态就能达到很好的效果.     

单层球面网壳结构的力学性能研究

基于非线性有限元方法，研究了单层球面网壳结构的内力分布规律及结构变形特点，并针对力学计算模型、结构失跨比、外荷载分布等主要因素，研究其对单层网壳结构力学性状的影响情况。得出了工程中常用的单层球面网壳的荷载传递方式以及存在于结构内的力流方向，为在工程设计中控制力流，并设计力流的导向提供理论指导。     

材料损伤累积在网壳强震失效研究中的应用

为在网壳结构强震分析中考虑材料损伤累积及裂纹效应的影响,编制了通用有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,通过标准子程序验证表明具有较高的计算精度.应用该程序对网壳结构在地震下的典型算例进行了对比分析,表明子程序具有较好的收敛性能,实现了考虑钢材损伤累积的有限元分析方法.应用该程序,并结合基于响应的动力全过程分析方法,对网壳结构在强震下的响应进行了参数研究,考察了结构失效时刻的特征响应.通过是否考虑材料损伤累积的对比表明,考虑这个因素对失效时刻的塑性发展影响不大,但可能明显降低结构的失效极限荷载,需要在分析中予以重视.     

单层球面网壳风振分析的多模态效应

为研究网壳结构风振响应的主要贡献模态分布规律及模态耦合效应,有利于提高结构风振响应的计算效率,利用Ritz-POD法,综合考虑各结构振型自身参振能力的强弱及其与脉动风压空间分布模式之间的关系来识别单层球面网壳风振的主要贡献模态;利用模态广义位移协方差矩阵的特性分析其模态耦合效应.结果表明,单层球面网壳存在高阶主要贡献模态,该高阶振型通常处于结构自振频率发生突变的位置;网壳结构的风振响应以模态自相关为主,模态耦合效应相对较弱,对结构动力响应的影响大致为10%.     

板锥网壳结构的受力性能分析

采用组合结构有限元法详尽分析了板锥网壳结构的受力特性,并与普通双层网壳结构进行了比较,分析结果表明,板锥网壳结构受力性能合理,比双层网壳结构具有更大的优越性。     

空间杆系结构的单元分组及统计损伤识别方法

提出一种基于应变模态的空间杆系结构统计损伤识别方法。为了减少待识别单元的数量，根据相似度对所有单元进行分组，从而将结构的损伤识别分两步实行：首先识别出所有可能损伤单元的范围，然后再进行结构损伤的定位和损伤程度的估计，其中，对于较深程度的损伤，采用应变模态的修正摄动矩阵，最后采用数值仿真分析进行了验证。     

大跨度拱支网壳结构体系及静力性能研究

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等的优点的基础上,构思出的一种新型大跨空间结构形式．论述了该结构形式的合理性,提出了该结构体系具有代表性的多种结构形式．再与纯单层网壳对比,就该结构体系的静力性能进行比较分析,并对三个缩尺模型的静力稳定作了试验研究．结果表明该杂交结构能充分发挥两种结构形式的受力特点,整体受力性能在极限承载力、缺陷敏感性、结构延性等方面都得到明显改善,显示出该新型杂交结构体系将具有较广阔的应用前景．     

复合材料在板锥网壳结构中的应用

板锥网壳结构是一种受力性能合理，技术经济效益良好的新型空间结构形式。采用经典板壳理论，推导出正交叉对称层合板的单元刚度矩阵，对采用复合材料层合板的板锥网壳结构受力性能进行了分析。分析表明，板锥网壳结构采用复合材料新型板材具有更大的优越性。     

爆炸荷载下K8型单层球面网壳的数值模拟

为了解大跨度空间结构在爆炸荷载下的响应特征,用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件,建立40 m跨度K8型单层球面网壳在爆炸荷载作用下的有限元分析模型.在材料参数设置、材料本构关系选择、网格尺寸选择与划分方式、结构对称性的应用方面首先进行对比分析,并将爆炸冲击波峰值超压的模拟值与经验公式值进行对比,验证数值模拟的适...     

单层球面网壳缺陷极限荷载概率分布研究

单层球面网壳是对缺陷比较敏感的大跨空间结构,节点的初始安装偏差、杆件的初弯曲、杆件的残余应力是影响结构稳定性的三种主要初始缺陷。本文利用半波正弦曲线考虑了杆件的初始弯曲影响,根据CRC模型推导了能够考虑残余应力影响的应力应变关系,并利用有限元软件ansys的二次开发编写了相应的程序;然后利用蒙特卡洛法针对不同的节点安装偏差样本进行双非线性计算,进而得出网壳结构的极限荷载概率分布规律和其最小极限荷载。从而为单层球面网壳结构的设计和应用提供了方便。     

基于CAD的联体异形网壳三维建模的探讨

通过详细阐述如何利用AutoCAD建立一座体育馆穹顶三维模型的过程 ,分析比较了直接建模与实体建模两种不同的建模方法 ,指出了直接建模的不足之处 ,最终从实体建模的角度出发 ,抓住网壳上一系列关键点进行突破 ,提出了一套有关联体异形网壳CAD建模的解决方案     

Wind-induced vibration of single-layer reticulated shell structures

Aiming at the dynamic response of reticulated shell structures under wind load, systematic parameter analyses on wind-induced responses of Kiewitt6-6 type single-layer spherical reticulated shell structures and three-way grid single-layer cylindrical reticulated shell structures were performed with the random simulation method in time domain, including geometric parameters, structural parameters and aerodynamic parameters. Moreover, a wind-induced vibration coefficient was obtained, which can be a reference to the wind-resistance design of reticulated shell structures. The results indicate that the geometric parameters are the most important factor influencing wind-induced responses of the reticulated shell structures; the wind-induced vibration coefficient is 3.0 - 3.2 for the spherical reticulated shell structures and that is 2.8 - 3.0 for the cylindrical reticulated shell structures, which shows that the wind-induced vibration coefficients of these two kinds of space frames are well-proportioned.