塔式起重机回转复合振动及动载荷计算

根据动能原理进行塔机起重臂、平衡臂质量等效,建立了由起重臂、平衡臂及塔身所组成的系统在回转平面内复合振动的力学模型,然后运用拉格朗日方程建立系统的振动微分方程。经过模态分析后利用杜哈梅积分得到系统带载回转工况的动态响应特性以及系统动载荷的计算方法,并与传统的回转动载荷计算方法进行比较,得到回转振动附加载荷的放大系数,提出了根据传统计算方法对该工况动载荷计算结果的修正方法。     

塔式起重机回转复合振动及动载荷计算

根据动能原理进行塔机起重臂、平衡臂质量等效,建立了由起重臂、平衡臂及塔身所组成的系统在回转平面内复合振动的力学模型,然后运用拉格朗日方程建立系统的振动微分方程。经过模态分析后利用杜哈梅积分得到系统带载回转工况的动态响应特性以及系统动载荷的计算方法,并与传统的回转动载荷计算方法进行比较,得到回转振动附加载荷的放大系数,提出了根据传统计算方法对该工况动载荷计算结果的修正方法。     

多功能作业车工作装置动力学仿真与有限元分析

针对多功能作业车正转六连杆工作装置在典型工况下的空间立体结构受力分析难点问题,运用ADAMS与ANS YS联合仿真的方式,分别建立工作装置多刚体动力学模型与有限元模型,运用ADAMS对工作装置进行运动学和动力学分析,得到各构件传动角、铲斗收斗角及运动过程中的铰点受力变化曲线,选取典型工况下较大的铰点受力值,作为有限元分析的载荷数据;运用ANSYS对动臂进行有限元分析,采用惯性释放法对边界条件进行设置,分析得到动臂在典型工况下的应力结果。该方法有效解决了正转六连杆工作装置空间立体结构在动态工作过程中的受力分析问题。经过分析,多功能作业车正转六连杆工作装置的结构强度满足设计要求。     

履带起重机变幅机构动态特性分析

本文建立了履带起重机变幅机构的3质量3自由度动态系统模型,并对不同工作状态下的动态系统模型进行仿真,得到了吊重和臂架各变量的动态响应曲线.经分析可知:变幅机构在某一初始角度下开始变幅工作时,为了计算机构最大动载荷,臂架与水平夹角可以看成常数,将系统简化为双质量双自由度的模型,这样既能达到计算精度,又能简化计算,在变幅机构作业过程中,由于钢丝绳弹性引起的动载荷比较小,在计算动载荷时可以不考虑.     

基于APDL语言的结构动载荷响应分析综述

运用振动分析中载荷响应的基本原理,研究并运用ANSYS有限元计算软件提供的APDL语言处理了结构动载荷的加载情况,介绍了各种动载荷作用下结构动态响应分析的简便、通用的方法,实践证明该方法也同时可进行结构的模态分析。     

基于频域有限差分法的船舶围壁频域热特性分析

本文建立了船舶围壁结构的频域有限差分模型(FDFD),计算了该结构在一定频域范围内的频域热特性,同时采用CFD模型计算了该结构的时域热特性。通过两个模型计算结果的对比验证了FDFD模型的准确性。并进一步分析船舶围壁在不同频率外扰下的热特性,指出在高频区应考虑其动态特性,不能采用简单的稳态方法进行热流计算。     

塔式起重机金属结构的动载分析与计算

人们通常用动载系数来考虑起重机结构振动时的动载荷,对整台起重机采用的是同一动载系数。但起重机结构各部件的动载荷一般都是不同的,特别是臂架类型起重机各部件的动载系数往往相差甚多。这是因为臂架类型起重机结构振动情况比较复杂,它不仅要作垂直振动,同时还作水平振动。要比较精确地计算结构动载荷,可采用有限元法。本文把塔式起重机简化成平面桁架结构,用有限元法建立了货物突然离地上升和下降制动时的结构运动方程,用Wilson-Q法求其数值解,编制了通用计算程序,并在IBM PC/XT微机上对QTG60建筑塔式起重机作了实例计算。利用计算结果对塔式起重机结构各部件的动载荷特点作了详细分析,其结论具有一定的普遍性,并对建立现代化计算模型具有指导意义。     

地下结构动力响应的复合参数识别研究

在地下结构的动力分析中,通常将结构周围土体的约束简化为作用在结构上的弹簧和阻尼器,针对剪切型地下结构和一般多自由度地下结构分别提出了识别结构参数和周围土体附加参数的方法。通过建立系统的时域运动方程,剪切型模型结构的参数和其周围土体的附加参数可被同时识别;而对于一般的多节点有限元模型结构,则采用两阶段法识别。首先通过建立不含附加参数的运动方程来识别结构参数,然后把识别得到的结构参数代入到包含附加参数的运动方程来识别附加参数,最后通过数值算例说明了所提出的识别算法的可行性。     

随机子空间法参数识别与有限元分析

随机子空间法是近些年来发展起来的一种线性系统识别方法,可以有效地从环境激励的结构反应中获取模态参数。属于时域的方法,这种时域识别方法基于状态空间模型,仅利用结构输出反应,避免了传统的人工识别和迭代过程。它不仅可以识别结构的频率,而且可以识别结构的阻尼和振型。介绍了随机子空间的理论,用该方法对一框架模型进行参数识别,通过与有限元识别结果的比较证明了随机子空间方法不失为一种有效的模态参数识别方法。     

起重机液压提升机构起升过程的仿真研究

建立并分析了液压起升机构在起升平面内的三质量三自由度的非线性振动模型，用数值方法求解了系统振动方程组。对不同输入下的系统动态过程进行了仿真研究。给出了起升动载系数的计算方法。文中建立的数学模型较为准确地反映了起升过渡过程，编制的求解程序是可靠的，利用仿真程序可以直接计算动载荷及动载系数并能演示各参数下的起升过程，为系统设计提供方便。     

基于模态应变能的结构损伤识别研究

文中应用有限元分析软件ANSYS10.0建立一个平面刚架结构模型。通过有限元模态分析获得未损伤结构与损伤结构的固有频率和振型。应用单元模态应变能法对模型进行损伤定位。结果证明这种方法对于平面刚架的损伤识别是有效的。     

基于模态曲率与小波变换的网壳结构损伤识别研究

结合模态曲率与小波变换的方法对网壳结构的损伤识别进行研究。以一网壳结构的缩尺模型为例进行数值分析,假设结构35号杆件的截面出现刚度折减的轻微损伤,以模型损伤前后的模态曲率作为损伤指标进行连续小波变换,从而判断结构的损伤位置。数值分析的结果表明,利用模态曲率的小波变换系数差可以粗略定位损伤,而利用曲率模态差值的小波变换系数可以较为准确地定位损伤,且分析及数据处理过程更为简便可靠,可见基于模态曲率与小波变换的损伤识别方法对于网壳结构的损伤定位是非常有效的。     

基于随机子空间识别的损伤试验研究

采用附加质量模拟损伤的方法通过对三层空间钢框架模型模态试验分析,采用随机子空间(SSI)法进行模态参数的识别,并在模拟健康状态和有损伤状态下识别结果与有限元模态分析及经典的特征值实现法(ERA)结果进行多次对比,对比结果表明了随机子空间法识别模态参数的可靠性。依据随机子空间法识别的模态振型,结合模态置信准则损伤判别的方法,进行了损伤的诊断,诊断的结果判断了结构的损伤程度,搜索出了损伤的最不利工况。     

大跨度混凝土斜拉桥模态试验技术研究

随着大跨度斜拉桥建设的迅速发展,试验模态分析对于验证设计、建立结构动力学模型以及桥梁安全运行的状态评估具有重要意义。斜拉桥是由索、梁和塔三种受力特点完全不同的构件组成的组合体系,尤其是混凝土斜拉桥由于恒载内力较钢斜拉桥大很多,且振动信号衰减更明显,其模态试验比其它桥型更加困难。本文通过研究混凝土斜拉桥的模态参数特点,发展了一种包含两种方式基于环境激励的桥梁模态试验方法(UINO法),提出了利用互功率谱法进行模态参数识别的分析技术,并以此为基础开发了桥梁模态试验专用软件系统QL-SYMT。通过多座大跨度混凝土斜拉桥的模态试验证明,该系统不仅能有效识别出桥梁的模态参数而且方便易行。     

Uncertainty quantification of structural flexibility identified from input–output measurement data for reliability analysis

In contrast to the traditional uncertainty quantification of the modal parameters identified from the output-only measurement data, this study develops an uncertainty propagation and quantification method for structural flexibility identified from input–output measurement data and then uses the derived flexibility matrix for structural reliability analysis. First, a novel procedure for variance estimations of the complete system matrix of the state-space model is derived based on first-order perturbation theory. Then, the mode scaling factors and integrated modal flexibility are subsequently derived and quantified. Finally, the predicted displacements and their uncertainty intervals are used to implement the reliability analysis in terms of the structural displacement serviceability limit state (SLS). The accuracies of the derived expressions are verified by a numerical example through the comparison of variance values estimated from Monte Carlo simulations. The simulation example also indicates that we can expect to identify structural parameters with higher reliability if the input force to the structure is measured, and the identified modal scaling and corresponding flexibility matrix undergo more uncertainty than those of the modal parameters. Finally, we apply the proposed uncertainty quantification method to a scaled three-story frame structure to demonstrate its practicability. The proposed method bridges a gap between the identified structural flexibility and structural reliability analysis directly by the probability category.     

大跨度空间膜结构随环境风速模态变异性分析

由于膜结构具有较强的几何非线性特性,同时受流固耦合效应的影响使其动力参数识别难度加大,基于此点,本文利用小波包、随机减量技术和Laplace小波联合方法对大跨度空间膜结构的模态参数进行了基于实测数据的识别,并进一步分析了大跨度空间膜结构模态参数随风速的变化规律及其相关性,分析结果显示,该方法可有效识别膜结构的动力参数,且具有较好的抗噪能力,对于骨架支撑式膜结构而言,由于存在气动阻尼作用,其结构自身总阻尼较常规结构为大,这有利于结构气动稳定性,但该种结构并不属于风致敏感性结构。     

网架模型结构模态分析的试验研究

实验模态分析是综合运用线性振动理论、动态测试技术、数字信号处理和参数识别等手段,进行系统识别的过程。模态分析是有效的结构检测和安全评估的方法之一,它是根据测量模态参数(固有频率、阻尼比、振型、模态刚度、模态质量)相对于正常值产生的变化,并通过相关分析与识别来判断结构安全程度的一种先进方法。本文通过对网架模型结构进行试验模态分析,研究了试验模态技术在实际运用中的试验方法,识别系统的模态参数并与有限元分析进行比较,有限元结果与实测频率有一定的不同,但前四阶模态频率的差值百分比均在9%以内,说明实测的结果与有限元分析是比较吻合的。     

某多项超限高层的抗震设计及分析

池州中翔国际大酒店属特别不规则的多项超限复杂高层结构,通过采用振型分解反应谱法和时程分析法进行弹性静力分析,经模型和参数的优化调整,使各项超限指标得到控制,并进行复杂空间整体验证计算。通过对三种计算结果的分析对比,验证结构的抗震设计满足抗震设防要求。     

单元模态应变能变化率对框架结构的损伤诊断

对具有一定程度损伤的框架结构来说,模态位移动力检测指标难以有效地反映结构的损伤状况。为了提高诊断效率和诊断结果的可靠性,采用结构损伤的单元模态应变能变化率方法构造框架结构损伤定位的识别指标。通过对一个典型框架结构的数值模拟研究表明:该方法仅需低阶模态参数,无论是单一位置损伤、对称部位损伤、轻微损伤,还是多种损伤共存,均具有损伤定位的能力;且在一定噪声水平下具有较强的抗噪能力。给出根据损伤单元模态应变能变化率值的大小,确定损伤程度的实用方法。     

基于应变模态的结构损伤识别与定位研究

探讨了用应变模态对结构损伤进行分析的原理及损伤识别与定位的方法。以悬臂结构为研究对象,分析比较了因结构损伤引起的自振频率、位移模态和应变模态的变化。结果表明,应变模态对结构局部损伤的反应敏感,是对结构进行损伤诊断的较理想的损伤识别指标。