桩-土系统在波浪荷载下的动力响应分析

通过展开波浪对桩散射问题的特征函数的方法研究了波浪荷载作用下桩-土体-水流系统的动力响应问题.采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩土动力的相互作用，通过求解满足柱面非齐次边界条件的Laplace方程，直接构造波浪对柔性桩的散射速度势，考虑了流体和桩体的相互作用，由解析法给出了埋置圆桩在波浪荷载下的动力响应.研究和分析了在波浪力作用下泥面冲刷深度、土参数、波浪入射频率对桩身内力、桩身振动响应的影响.在波浪荷载作用下，与先计算柔性悬臂端波浪力再考虑桩土间相互作用的情况相比，当考虑桩土耦合振动时，桩的水平振动的振幅减小，基频降低.     

双壁钢吊箱施工阶段有限元模拟分析研究

双壁钢吊箱围堰是我国桥梁深水基础施工中常用的一种围堰类型.以某公铁两用长江大桥连续梁主桥桥墩为研究背景,运用有限元软件Midas-Civil,对其主要施工阶段进行有限元分析.为了使加在双壁钢吊箱上的荷载符合真实环境,本次有限元仿真计算考虑此结构在静水压力、流水压力、风荷载、波浪荷载等重要荷载的作用,从而提高结构内部应力应变场计算结果的准确性,为今后类似工程实际提供参考.     

海洋平台结构随机动力响应谱疲劳寿命可靠性分析

对随机波浪荷载作用下海洋平台结构动力响应和疲劳寿命评估理论作了简要叙述，通过对某深水导管架平台经损伤加固维修后整体结构的随机动力响应分析，应用随机波浪谱和线性疲劳累积损伤理论，进行了导管架结构构件和管节点的详细疲劳寿命评估，计算模型充分考虑了对平台结构动力性能和疲劳寿命有着显著影响的附属结构和质量，以及结构-桩-土的相互作用.计算结果表明,海洋平台结构的一阶模态对动力响应起主导作用；与受损构件相连接的构件疲劳寿命与损伤前相比有明显的降低，但都满足设计使用要求；频率数和频带宽的合理选取对随机波浪动力荷载作用下结构的响应有着显著的影响.     

钢-混凝土组合梁静动力响应

为了准确分析钢-混凝土组合梁的静力和动力响应,基于接触理论和有限单元法的基本思想,提出了组合梁单元的合理位移函数,推导了考虑剪切滑移效应的组合梁单元刚度方程,并结合动力学经典理论,给出了组合梁无阻尼状态下考虑交界面剪切滑移效应的各阶自振频率和振型计算方法。通过具体算例分析了钢-混凝土简支组合梁在竖向荷载作用下的挠度和交界面的剪切滑移应变差沿梁长的分布形态,并与试验结果进行了对比,结果表明:有限元解与试验结果基本一致,说明该有限元解是合理、可信的。利用上述刚度矩阵,基于经典动力学理论,计算了组合梁在考虑剪切滑移效应时的频率和振型,并与完全相互作用的结果进行了对比分析,说明在进行动力响应计算时应考虑剪切滑移的影响,为实际工程的设计提供了一种可靠的理论计算方法。     

空冷风机桥谐响应动力分析与设计

风机桥的设计必须考虑风机的振动影响.首先分析了某工程风机桥的动力特性,得到了风机桥的自振频率,其自振频率都属于高频,而风机的振动频率属于低频,不会引起共振.然后采用振型分解法,计算了风机桥在简谐振动荷载作用下的动力响应,验证了风机桥不会引起共振,并且得出了动力放大系数,将动力荷载转化成静力荷载,对风机桥进行了规范验算,符合规范要求.     

悬挂结构水平与竖向地震耦合作用时程分析

本文对悬挂结构建立了考虑节点转角影响的串并联质点模型,建立结构自由振动的微分方程,采用静力凝聚法消去主副自由度之间的耦合关系,得到考虑水平和竖向耦合自由振动的频率,运用时程分析法对结构进行了动力响应计算,分析了耦合影响,为该领域进一步的研究提供参考.     

规则波浪中舰船操纵运动计算

当船舶在波浪中处于尾斜浪或顺浪航行时,可能出现稳性丧失和横甩等现象,所以船舶在波浪中的操纵性问题已引起人们的关注.目前,关于该问题的大多数研究往往局限在有限的浪向角范围内.本文在船舶静水操纵性基础上,直接迭加高频的波浪力,建立一个波浪中高频运动响应的操纵性预报方法.用二维Frank源汇分布法计算船舶随摇荡频率变化的附加质量———波浪的辐射力,以及规则波浪的扰动力———Froud Krylov力,在六自由度运动方程上直接迭加所计算的波浪力,并引用静水操纵中船、桨、舵水动力的计算模型,建立了规则波浪中船舶操纵运动预报模型,并数值计算了一条高速方尾船舶在不同规则波浪的波长、波高和浪向角下的操纵舵回转运动和Z形操纵舵运动,附加质量和波浪扰动力根据运动中的遭遇频率和浪向角确定.数值计算的回转角速度、横倾角和纵倾角的变化规律与文献中单桨单舵船模试验有着相似结果.     

群遮效应对海上结构物波漂移力的低减作用

针对波浪作用下海上浮式建筑物的波漂移力问题,考虑在海上建筑物周围合理地布设小型浮体群以降低海上建筑物的波漂移力。本文基于波浪交互理论和高阶边界元方法,建立了分析三维多浮体间群遮效应的数值模型。计算结果表明:通过优化外围浮体的尺寸可以降低海上建筑物的波漂移力;本数值模型计入了浮体间的波浪相互干涉作用,对群遮效应的预报更加准确和接近工程实际问题。随着入射波频率的不同,发生群遮效应所对应的外围浮体尺寸不同;群遮效应不仅可以降低所需防护海上建筑物的波漂移力,也可以降低整个浮体群的波漂移力。     

基于SPH方法沉箱式防波堤的数值研究

目的 研究数值模拟波浪作用的随机历时过程,为箱式防波堤的受力特点提供一种新的研究途径.方法 对波浪采用光滑粒子流体动力学方法即一种无网格粒子法(SPH)进行仿真模拟,对防波堤结构进行动力时程分析.分别将波浪和沉箱式防波堤离散成粒子,将传统的拉格朗日方程用核函数的形式表示,并编制二维程序模拟波浪的水动力特性.提取了SPH中防波堤离散粒子的分析结果,引入到有限元ANSYS程序中对防波堤进行有限元动力时程分析.结果 SPH方法能考虑波浪荷载的随机特性,使模拟规则波作用于结构上的随机动力荷载更为准确.对防波堤结构采用有网格的有限元元分析方法,使防波堤这一结构的波浪随机动力响应的研究方法成为现实.结论 运用无网格方法可以实现模拟波浪的非线性特性,也能使水动力这一复杂的工况更加逼真的模拟,从而得到防波堤结构的内力的时程变化,也能相应得出防波堤结构的动力响应.进而为复杂海洋工程结构在波浪作用下的动力响应研究提出了一种可行性的研究方法.     

飞龙岛大桥主墩承台钢吊箱施工技术

以赣州飞龙岛大桥钢吊箱施工工程为例,论述了主墩承台采用有底钢吊箱施工技术及吊箱的构造特点,并建立计算模型对吊箱结构进行相应分析．     

惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响

建立了包括馈能电机及其控制模型在内的馈能减振器Matlab/simulink仿真模型,分析了惯性力对馈能悬架阻尼特性的影响。利用结构振动分析方法,推导出馈能悬架固有频率的计算公式及对路面激励的传递特性。通过改变惯量比,分析了惯性质量对车身加速度、悬架动挠度和车轮相对动载荷的幅频特性的影响。结果表明:惯性质量使馈能悬架的共振频率较传统悬架提前;性能方面,低频共振区特性有一定的改善,而对高频共振区传递特性产生不利影响;更高激励频率对平顺性不利,而对安全性影响不大。     

水中悬浮管道的结构形式及受力特征分析

针对水中悬浮管道,提出其建造方式,并给出计算模型和计算方法。利用Morison公式计算作用在管体上的波浪荷载,计算分析管道在波浪力和水流力作用下的内力。借助ANSYS软件建立水中悬浮管道的有限元计算模型,运用Airy线性波浪理论计算水质点的速度和加速度,在此方法上计算管体的荷载和内力,与公式计算结果进行对比分析。结果表明,两者计算结果基本吻合,其误差在2%范围之内。     

船舶振荡运动仿真的方向谱方法

为了解决船舶振荡运动时域仿真和海浪与船舶运动一致性问题,提出了一种以频谱分析方法为基础,用方向谱代替海浪谱的船舶振荡运动计算方法.对海浪谱、方向谱进行数学描述和关系分析,并选择适合用于船舶振荡分析的长峰海浪谱和ITTC方向谱,根据Gerstner模型对海浪进行分解,建立了船舶在海浪中的振荡运动计算模型.采用响应振幅算子法描述遭遇波面与船舶运动的联系,根据线性叠加假设给出了船舶振动运动的时域解和频域解.     

大型预应力梁式渡槽动力特性分析

渡槽结构的动力特性分析是渡槽结构地震响应分析及抗震设计的基础.采用有限元分析软件ANSYS对滏阳河渡槽进行动力特性分析,水体和槽壁之间的相互作用采用附加质量法来处理,计算分析矩形渡槽在不同水深时的自振频率和主振型.计算结果表明:水体对渡槽结构主振型的影响可以忽略不计,但是对渡槽结构自振频率的影响很大;渡槽的频率随水深的加深而减小.研究结果可以为滏阳河渡槽的抗震设计及其防护提供依据.     

单斜塔混合梁斜拉桥计算分析与试验

为了解桥跨结构的实际承载能力,研究其在使用荷载下的静、动力性能,针对—（112＋48）m单斜塔双索面混合主梁斜拉桥进行结构受力分析,并进行成桥的静载与动载试验。采用专用程序建立全桥的有限元模型,分析设计荷载下的桥跨结构的荷载效应及其分布。根据桥跨结构的受力特性,针对主跨钢箱梁及边跨混凝土梁以及塔的最不利弯矩截面进行静载试验,测试对应梁体、塔的应力以及梁体、塔顶的位移,并进行斜拉索的索力测试。静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下主跨钢箱梁,边跨混凝土梁及塔的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构具有良好的结构强度与刚度。同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验,动力试验表明桥跨结构动力特性良好。     

螺旋弹簧质量系统动态响应的特征线法

本文对螺旋弹簧质量系统动态响应的特征线法进行了研究.对应于扭转波和弯曲波同时在螺旋弹簧中的传播,其特征线法有两种,为慢波(扭转波)为主法和快波(弯曲波)为主法.对于受轴向拉压动载的螺旋弹簧,用慢波为主的特征线法有显著的优越性.通过数值计算,指明了两种方法的适用条件.     

管道联接件参数识别的波动方法

基于波动理论,提出了一种识别管道联接件物理参数的新方法.以直管在平面内的弯曲振动为例,将弯曲波分解为左、右行波和衰减波,建立起管道单元上各测量点功率谱与波谱的关系,并由联接件处位移连续及力平衡条件,将联接件刚度及阻尼表示成波谱的函数.由联接件物理参数的辨识转化为与联接件相连管道单元上波谱的辨识.最后通过数值算例验证了波动方法在管道联接件物理参数辨识中的可行性.结果表明,波动方法在参数辨识中具有良好的识别精度和数值稳定性,是一种极有潜力的参数辨识方法.     

结构-土相互作用体系的地震作用取值——基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法

为了求解结构-土相互作用体系的地震作用,对基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法进行了系统研究.首先,建立了结构-土相互作用体系的运动方程,根据上部结构的地震响应以第一阶振型为主的特点,将其按第一振型展开;然后,针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,用复模态法解耦;最后,采用与抗震规范设计反应谱的地震动参数一致的Clough-Penzien-三段式非平稳地震动随机模型在频域内进行了体系的随机地震响应分析,进而得到了结构的地震作用取值.通过一个例子来说明本文方法在结构-土相互作用体系地震作用取值的应用,同时分别给出了基础固定结构基于地震动模型和规范设计反应谱的地震作用取值来进行比较.     

弯钢箱梁桥的动力分析及模态试验

针对大曲率弯钢箱梁桥的动力特性,通过大型有限元程序分别建立单梁模型、梁格模型及板单元模型,进行了数值仿真分析,同时利用力锤冲击法对室内模型进行了模态试验,并将试验结果与数值分析结果进行对比分析.结果表明,单梁法不适于计算横向模态,普通的梁格法可以较好地模拟弯箱桥竖向和扭转的动力性能,但不应考虑主梁静力计算时横向刚度的换算关系,同时论文提出了一种竖向梁格单元划分法,可以较好地计算弯箱梁结构横向的动力性质,证明梁格法模型可以用于计算该类桥梁的动力特性分析.