薄壁杆系结构自由振动精确求解的动力刚度法

将动力刚度法应用于薄壁杆系结构自由振动的分析.采用常微分方程求解器COLSYS求解薄壁杆件单元动力刚度所满足的常微分方程边值问题获得单元动力刚度的数值精确解,基于COLSYS求解单元动力刚度的网格采用Wittrick-Williams算法获得单元固端频率的计数,调用COLSYS求解单元动力刚度对频率的导数所满足的常微分方程边值问题获得其数值精确解.由此建立起薄壁杆系结构自由振动精确求解的导护型牛顿法,求得精确的频率和振型.本文数值算法的计算结果与文献以及ANSYS软件的计算结果吻合很好,表明本文方法准确、可靠、有效,可进一步推广应用于其他复杂结构自由振动的分析.     

基于能量的振型优化减振分析方法

结构的动力响应问题一直以来是结构工程师关注的热点,在动态激励,例如地震、风载等作用下,结构的振动变形通常由多阶振型控制,动力特性对结构设计具有重要意义.本文提出了一种基于能量的振型优化减振分析方法,在给定结构体系和布置下,针对某一阶指定的振型,从结构应变能的角度建立了各构件对该阶振型贡献的量化关系,可迅速确定对结构振动...     

基于格林函数法的高层连体结构动力特性分析

基于格林函数方法对空中连廊连接的高层连体结构动力特性进行参数化研究.建立连体结构分布参数动力分析模型,采用欧拉-伯努利梁模拟高层建筑结构弯曲变形特征,空中连廊与塔楼连接刚度通过弹簧单元模拟.构造连体结构侧向变形的格林函数导出结构体系频率特征方程解析表达式,通过数值算法求解特征方程并进行参数化分析.研究连接单元刚度比、连体质量比和连体位置等无量纲参数对高层连体结构动力特性的影响规律,深入揭示柔性连接高层连体结构体系动力特性.研究结果表明,连体结构振型包含同相位振型和反相位振型;柔性连接使得连体振型更加丰富,连接单元刚度对振型影响较大,连体质量比只对同相位振型产生影响;柔性连接情况下,连体位置变化对体系高阶频率影响较小.研究结果可为高层连体结构初设阶段连接单元最优参数的选取提供支撑.     

大跨度连续钢桁柔性拱桥自振特性分析

采用MIDAS Civil有限元软件,建立了银川机场黄河特大桥的梁单元模型,并对全桥进行了动力特性分析,结果表明,银川机场黄河特大桥前12阶振型的频率在2.5 Hz以内,基频为0.249 122 Hz,振动频率较低,模态密集,结构整体刚度较大;该桥横向弯曲振动最早出现,横向刚度对该结构的设计起控制作用。     

斜拉索局部振动对斜拉桥动力响应的影响分析

建立了由SHELL单元模拟密集拉索的斜拉桥有限元模型,以减少大量拉索振型的干扰,用以探讨斜拉索局部振动对斜拉桥动力特性的影响,从而可以对斜拉桥整体振动控制提供参考意见。分析结果表明:利用SHELL单元模拟密集拉索是可行的;斜拉索局部振动在一定程度上减小了斜拉桥振型频率;增大了主梁在地震作用下的弯矩峰值,同时也增大了桥塔在地震作用下的弯矩峰值和位移峰值。对于存在索-塔耦合振动的斜拉索,若拉索与桥塔连接位置更接近塔顶,那么它对桥塔动力响应的影响也就越大。     

钢管混凝土拱桥动力特性分析与试验研究

固有频率、振型等是反映结构动力特性的模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据。以钢管混凝土拱桥为例,基于ANSYS平台建立了该桥的有限元计算模型,并用三种方法对其进行模态分析,得出相关模态参数。在此基础上结合该桥的自由振动测试结果,对该桥的自振特性进行分析。比较分析其计算结果,认为双单元法是一种能更加真实反映钢管混凝土结构动力特性的分析方法。     

不规则高层隔震结构隔震层偏心率对地震响应的影响分析

本文分析模型为扭转效应明显且高宽比为5.6的不规则高层建筑.分析结果表明:采用隔震结构以后,原结构的基本振型由扭转振型变成了沿Y方向的平动振型,结构振动主要集中在低阶振型,结构动力特性改变为以X、y向的整体平动为主.不同隔震层偏心率下时程分析的结果表明,在隔震层刚度中心对上部结构质量中心偏心率不同时,上部结构地震响应的...     

防屈曲支撑结构动力特性测试与分析

基于振动测试理论,对某未加固框架结构与采用防屈曲支撑加固后结构进行了连续振动响应测试,利用测试结果研究了加固前后结构的振型、阻尼比、频率等动力特性,并对其进行了对比分析。根据动力特性结果定量分析了该结构采用防屈曲支撑加固后的抗震性能,对其消能减震加固效果进行了评价,以期为同类型工程的振动测试分析提供可借鉴的参考。     

40m单层网格折板结构的动力特性分析

针对单层网格折板结构的动力特性问题,基于通用有限元分析软件,采用子空间迭代法得出该结构自振频率,并分析了各阶振型的特点,分析结果表明:结构二十阶频率具有明显的阶跃性,低阶振型主要表现为围护结构水平方向的振动,并根据各因素对振型和频率的影响程度不同,得出了矢高、边脊线高度、环杆高度、外加质量分别对结构基频的影响大小。     

大跨斜拉格动力分析

使用有限元分析软件Midas建立了大跨斜拉桥的三维有限元动力计算模型,并分析了斜拉桥动力特性.文章采用单主梁模型简化桥面系结构,使用弹性连接单元模拟抗风支座.通过动力计算得出该桥的自振频率和振型,振型参与质量表格表明应使尽可能多的振型参与动力计算.研究成果为大跨斜拉桥的动力测试提供了理论计算数据.     

大跨斜拉桥动力分析

使用有限元分析软件M idas建立了大跨斜拉桥的三维有限元动力计算模型,并分析了斜拉桥动力特性。文章采用单主梁模型简化桥面系结构,使用弹性连接单元模拟抗风支座。通过动力计算得出该桥的自振频率和振型,振型参与质量表格表明应使尽可能多的振型参与动力计算。研究成果为大跨斜拉桥的动力测试提供了理论计算数据。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1:10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现:结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

新型大跨度空间结构损伤动力特性数值研究

以新型空间结构为研究对象,建立了ANSYS有限元模型,对结构的模态频率、模态振型、单频激励响应及白噪声激励下的结构响应进行了较为全面的研究.研究发现:虽然损伤对结构模态频率并不敏感,但振型对损伤却有着相当高的敏感程度;同时对结构的谐响应分析和三维白噪声激励分析发现:损伤不仅仅会对已参与结构振动的模态振型产生影响,同时还会导致产生新生的模态参与到结构的振动中及消亡部分已参与到结构振动中的模态,损伤还会造成结构模态的跃迁等现象.诸多的损伤对空间结构在动力特性方面造成的影响都为其损伤识别提供了全新的参考信息和全新的思路.     

结构动力有限元分析中材料阻尼模型的注记

提出了工程材料存在振动耗能常数的假定,在此基础上根据有限元理论推导出结构单元阻尼矩阵的表达形式,得到振型阻尼比与振型频率之乘积为常数的理论结果。以3座原型桥梁和1座模型桥梁振型阻尼比和振型频率的实测数据验证了理论结果的合理性。在所述阻尼假定下,形成单元阻尼矩阵和总体阻尼矩阵的规则与质量矩阵和刚度矩阵相同,便于大规模的动力有限元计算。     

大跨度网壳屋盖结构动力特性及地震反应分析

针对武汉市某学校游泳馆的大跨度网壳屋盖结构实际工程,利用有限元软件ANSYS建立了三维有限元模型,研究网壳结构的动力特性及地震反应,并对其动力特性和地震反应的影响因素进一步探讨。分析结果表明,大跨度网壳屋盖结构的自振频率密集,振动以水平振型为主,第一振型为水平振型;随着支座刚度的减小,结构的低阶自振周期显著增大;随着结构阻尼比增大,网壳结构的地震反应相应减小。     

非结构构件对城市高架桥动力特性的影响研究

由于桥梁结构动力分析一般忽略护栏、声屏障等附属设施对主体结构质量和刚度分布的贡献,为了构建精细化桥梁有限元模型来准确计算运营期的桥梁振动,开展了非结构构件对城市高架桥动力特性的影响研究。利用ANSYS软件建立了城市高架桥主体结构的有限元模型,基于模态分析获得了桥梁结构频率、振型方面的动力特性。同时,分别设置了护栏和声屏障以及两者共同作用的桥梁结构有限元模型,并对比分析了各自的模态特征,确定了不同非结构构件对频率、振型方面的变化规律。表明非结构构件会导致桥梁结构的局部振型增多,纵向、横向自振频率减小,竖向自振频率增大,结果更接近于实际状态。因此,在实际工程中需要考虑非结构构件的参振影响,对构建精细化桥梁有限元模型和动力分析具有重要的指导意义。     

基于神经网络的框架结构损伤诊断的探讨

振动模态分析技术和神经网络技术是解决结构损伤诊断问题的有效工具。分别对组合结构、框架结构的动力参数进行计算,并模拟组合结构的各种单损伤情况、框架结构的单损伤和双损伤情况的各种组合,提出了修正隐含层层数公式和优选振型向量的方法。说明了用低阶振型和经优选后的振型向量结合的方法进行组合结构、框架结构损伤诊断的可行性。     

从现场脉动试验分析加气混凝土填充的高层建筑的动力性能

利用脉动试验的方法,对北京市两幢加气砼填充的高层建筑,进行了动力特性的现场试验量测.本文介绍了两幢建筑物的概貌、结构型式及主要的结构尺寸,给出了分析处理后得到的结构横向、纵向的平移振动及扭转振动共7阶的固有频率、振型及相应的阻尼比.并在此基础上,对用加气砼填充的高层建筑的动力特性进行了初步的分析和讨论.     

大跨斜拉桥在移动荷载作用下的振动控制

多重调质阻尼器(MTMD)是由多个具有不同频率、不同质量或不同阻尼的调质阻尼器构成的动力吸振器群,被广泛应用于结构的被动控制中。采用频域分析方法考虑TMD在多自由度结构中的布置,推演了具有MTMD多自由度结构振动控制振型广义坐标的频率响应方程,以一座大跨斜拉桥为例,针对结构振动的控制振型,进行了MTMD参数分析,并研究了MTMD控制下斜拉桥在移动荷载作用下的竖向振动,计算结果表明,在随机不平顺桥面条件下,MTMD能够有效减小结构在移动荷载激励下的竖向动力响应。     

装配式公路钢桥的振动模态分析

振动是桥梁结构的一种常见现象,模态分析就是确定结构的振动特性,它也是其它动力学分析的基础。本文利用ANSYS程序对21m跨距装配式公路钢桥的固有频率和振型进行了分析计算,为研究其它的动力响应提供了准备。