几种阻尼模型的建模方法及评价

利用一种统一的阻尼模型的定量评价方法和评价指标,设计了一套适用于评价各种阻尼模型的标准测试案例。分析了工程结构动力学建模过程中几种阻尼模型。通过标准测试案例的数值测试,比较了这些阻尼建模法的性能差异。结果表明,不同的阻尼建模方法对结构动力学有限元模型的精度有显著影响,应该对此影响加以考虑;单元阻尼法,对实际的工程结构来说更有意义。     

结构损伤有限元建模中的阻尼问题研究

研究了结构损伤有限元建模中的阻尼问题。建议以‘阻尼损伤'的提法表述损伤时阻尼的变异,并在此基础上给出了伴生阻尼损伤和原生阻尼损伤的定义。探讨了几种不同损伤建模路线对阻尼损伤建模能力,并通过数值算例进行了比较。计算还揭示了局部刚度损伤对结构局部阻尼特性、振动能量分布和阻尼耗能行为的影响。结论建议,在进行结构损伤建模时应同时计及刚度损伤和阻尼损伤,并采用合适的损伤建模路线来进行。     

非经典阻尼结构动力分析模态综合法综述

本文综述了非经典阻尼结构动力分析的模态综合法.将已有的各种模态方法概括并定义为三大类,即实模态近似方法、复模态方法和近似复模态方法.列举了各种方法的主要步骤,分析了各自的优缺点,并强调近似复模态方法的特殊优越性。     

约束阻尼板的有限元动力分析

基于虚功原理，提出了一种新的建立约束阻尼板结构动力学模型的方法。该方法将坐标系建立在板的中性面，采用层合理论推导出约束阻尼板结构的动力方程，并结合GHM(Golla—Hughes—McIavish)方法引人辅助的耗散坐标，来描述粘弹性材料随频率变化的特性。通过算例同实验结果和ANSYS计算值作比较验证了其有效性。结果表明，本方法分析约束阻尼结构具有良好的计算精度。也可以用来计算类似的约束阻尼结构。     

具有摩擦阻尼结点之结构动力分析

本文将增量谐波平衡法(Incremental Harmonic Balance Method, I. H. B Method)结合组抗方法用于分析具有摩擦结点之结构稳态动力响应。这方法之主要优点是能将线性结构与摩擦结点分开来考虑。当摩擦结点之自由度远小于线性结构之自由度时,计算是很经济的。发展了一个分析这种系统之计算程序可与一般有限元结构分析程序如SAPV或ADINA相连,作为后处理程序。     

非比例阻尼结构体系近似解耦分析中的误差研究

对于非比例阻尼结构体系的动力分析，一种常用的方法就是用一个选定的对角矩阵来等效耦合的模态阻尼矩阵，使体系方程解耦。本文研究了这种近似解耦方法所引起的近似误差，导出了误差范数，并得到了体系精确解所在范围。研究结果表明：近似解耦方法有一定的适用性。     

阻尼柔性连接TMD的最优动力特性

本文研究了阻尼柔性连接TMD在控制结构地震反应时的最优动力特性。基于导出的设置阻尼柔性连接TMD结构位移传递函数，建立了结构的动力放大系数（DMF）设计公式。于是TMD的优化准则可选为：最大动力放大系数中最小值的最小化（Min.Min.Max.DMF)。通过最优搜寻得不同刚度比R时TMD最优调谐频率比、最优阻尼比和相应的Min.Min.Max.DMF。为比较，阻尼刚性连接（R＝0）的TMD也被考虑。数值结果表明，阻尼柔性连接TMD的刚性比R最好取为0.5。因此，目前的研究拓宽了TMD的应用范围。     

结构等效复阻尼模型对钢梁及钢框架结构动力响应影响分析

介绍了采用结构等效复阻尼模型求解结构动力响应的方法,并在时域内考虑阻尼是一个变化值.分别采用结构等效复阻尼模型及粘滞阻尼模型计算了一根钢梁和一座钢框架结构的动力响应,并分析了两种不同阻尼模型对结构动力响应计算结果的影响.结果表明,结构的损耗因子不是一个定值,而是随着结构应力的增长而增大;采用不同类型的阻尼模型对结构响应的分析结果有较大影响.     

振动阻尼讲座：第三讲 阻尼系统的动力响应

当结构被人为地引入阻尼后,一方面结构的动力特性会发生变化,如共振频率的偏移,在有些情况下甚至刚度和质量也有较显著的变化;另一方面在与原来相同的激励条件下系统的响应、特别是共振响应峰值有明显的降低,这对于克服具有密集模态的结构振动与噪声问题十分有益。从实际应用的角度出发,大家更关心的是阻尼对响应的直接影响,因此,本讲座讨论三个有关阻尼系统动力响应问题,它们是:1.单自由度阻尼系统的稳态响应;2.系     

粘弹阻尼结构动态性能的有限元分析

考虑到阻尼材料的频率依赖性,提出了一种研究粘弹阻尼结构动态力学性能的迭代有限元模拟分析方法。用这种迭代算法计算了几种典型阻尼结构 悬臂梁和压筋板的模态参数,计算结果与试验模态分析结果或理论解析计算的结果基本一致。此外,还探讨了有限元模拟单元的类型对计算结果的影响。     

有限质点法阻尼构造问题的研究

有限质点法（FPM）是一种向量式的结构计算新方法,它通过质点的运动描述结构的行为。该方法本身是一个求解结构动力学问题的显示积分方法,但是一直以来有限质点法对阻尼问题的考虑存在不足。该文首先将介绍有限质点法的基本原理和现有阻尼形式,然后将基于Rayleigh方法提出两种适用于有限质点法的阻尼构造方法。通过单层网壳多点激励下的动力数值分析以及框架振动台试验两个实例进行讨论,验证了提出的阻尼构造方法的正确性。结果表明该文工作能改善原有阻尼构造形式的不足,且具有较高的精度,并能完善有限质点法的动力计算理论。     

巨-子结构控制体系振动台试验与有限元模型对比分析

为了研究巨-子结构控制体系的抗震性能,该文进行了巨-子结构控制体系的振动台试验研究。试验模型均为钢框架模型且包括三个不同的模型,分别称为抗震结构模型、隔震结构模型和隔震-底层固结模型。采用大型有限元软件SAP2000对试验模型进行了非线性时程分析,并在主结构的加速度、层间位移,子结构的层间位移以及隔震层的变形方面与试验结果进行了对比分析。结果表明：理论分析与试验研究结果吻合较好,且不论是理论计算结果还是试验实测结果,隔震结构以及隔震-底层固结结构相对于抗震结构而言,结构的响应减小明显,说明结构施加隔震装置后能有效减小结构响应,从而保证结构的安全性。     

横观各向同性土介质与结构物共同作用的有限元与边界元耦合分析

本文采用有限元与边界元耦合方法对上与结构物进行共同作用的分析．其中上部结构采用有限元子结构法，地基上考虑为横观各向同性特性，应用边界元法，通过基础界面上位移连续、面力平衡的条件进行耦合分析．编制了相应的计算程序，对某高层空间剪力培与地基的共同作用进行了计算，与有限元法和实测结果进行了对比分析，得到了满意的结果．说明：有限元和边界元的耦合方法能充分发挥两者的优越性，不失为共同作用分析的一种有效途径．     

复合材料气瓶的有限元建模与屈曲分析

复合材料气瓶在空间系统中逐渐取代全金属气瓶而得到越来越广泛的应用.利用ANSYS大型有限元程序建立复合材料气瓶及其内衬的有限元模型,建模中将纤维缠绕层作为复合材料层合板处理,考虑了封头处缠绕层厚度及缠绕角沿子午线不断变化的情况.建立了气瓶整体结构的特征值屈曲分析与非线性屈曲分析有限元方程,并分别进行了气瓶整体结构和内衬的外压失稳(屈曲)分析计算,得出了气瓶整体结构及内衬的屈曲模态形状和临界外压.     

岩石冲击破坏的流形元与有限元模拟对比分析

流形元是新出现的一种被较为广泛地应用于材料破坏模拟的数值分析方法。为了验证该方法在材料破坏模拟中的有效性,分别利用流形元与有限元两种不同的数值方法对岩石冲击破坏过程进行了模拟分析。模拟结果表明,流形元法对材料破坏的模拟结果更符合实际情况,这主要是由于该方法采用了两种不同的覆盖系统——数学覆盖和物理覆盖,并引入能够客观反映材料裂纹的产生与扩展准则,以及相应的块体运动理论。流形元的出现有望对材料破坏模拟开创出一条新的途径。     

涡激振动问题的有限元计算研究

研究涡激振动的有限元计算。应用条带假设和在锁定响应时涡激作用力的Scanlan第二经验模型可以实现涡激作用力在时间和空间上的离散化;由于涡脱落激励中复杂的结构与尾流相互作用,使振动方程具有非线性的时间与频率混合项,为此本文推导了时频域混合变换的AFT方法计算涡激振动的时程响应。与传统的连续模型和随机振动理论计算涡激响应方法相比,具有更高的适应性。     

弹塑性有限厚条法及工程应用

本文采用大单元内划分小网格的方法判断塑性区范围。在弹性区及塑性区内选用统一的解析函数级数。以修正常刚度增量法为迭代方法，给出了塑性系数矩阵及塑性刚度矩阵的推导过程。假设小网格内的应力为常量，使求解过程方便化．编制了弹塑性有限厚条法在地下工程三维弹塑性围岩稳定性分析中的应用程序，并对圆形及椭圆形截面洞室进行了稳定分析     

STRUCTURAL DYNAMIC ANALYSIS BY A TIME-DISCONTINUOUS GALERKIN FINITE ELEMENT METHOD

This paper studies a time-discontinuous Galerkin finite element method for structural dynamic problems, by which both displacements and velocities are approximated as piecewise linear functions in the time domain and may be discontinuous at the discrete time levels. A new iterative solution algorithm which involves only one factorization for each fixed time step size and a few iterations at each step is presented for solving the resulted system of coupled equations. By using the jumps of the displacements and the velocities in the total energy norm as error indicators, an adaptive time-stepping procedure for selecting the proper time step size is described. Numerical examples including both single-DOF and multi-DOF problems are used to illustrate the performance of these algorithms. Comparisons with the exact results and/or the results by the Newmark integration scheme are given. It is shown that the time-discontinuous Galerkin finite element method discussed in this study possesses good accuracy (third order) and stability properties, its numerical implementation is not difficult, and the higher computational cost needed in each time step is compensated by use of a larger time step size.     

AN EIGEN-FORCE METHOD FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS AND REANALYSIS

This paper presents a force-based finite element method that involves eigen-space transformation of element stiffness matrices in the first analysis. In each subsequent analysis (‘reanalysis’) associated with structural variations, the solution obtained previously is modified making use of intrinsic properties of eigen solutions and avoiding the time-consuming task of solving a large system of equations. The structural variations may involve changes in material properties, birth or death of elements, or change in boundary conditions. Numerical examples are presented to compare the accuracy and computational efficiency of the proposed method with the displacement-based finite element method. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

轴对称旋转体动频的半解析有限棱柱元分析

本文用环形有限棱柱单元分析了轴对称结构体旋转时的固有频率（此时的固有频率称为动频），推导出离心力引起的动态刚度矩阵，给出动频的求解过程，计算的结果已被实验证明。