考虑弯曲刚度的悬索自由振动解析解

对索的准确模拟应考虑弯曲刚度影响。已有的考虑弯曲刚度的悬索自由振动解析解均以抛物线为索静力构形,且仅考虑了两端铰接或是两端固接条件。对此,以更准确的悬链线为索构形,分别考虑两种边界条件推导了水平悬索的固有振动解析解,修正了已有文献中的不当之处。对比讨论认为,不同边界条件对结果的影响明显,悬链线解与抛物线解相差不大。结果表明,应考虑不同边界条件的影响,并可将结果作为实际情况的上下界,实用时可采用抛物线解。该解可作为现有理论的一个补充。更多还原     

基于速度势法的水电站进水塔弯曲自由振动解析解

介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。     

基于GDQR法的弧形拱结构平面内自由振动分析

根据Kirchhoff薄梁假定,弧形拱的中性轴向非拉伸,采用一般化微分求积法(GDQR),分析了平面内弧形拱的自振特性.考虑弧形拱横截面高度沿环向线性及阶跃非线性变化,将计算域划分为不同子域分别采用GDQR法.通过算例验证该方法的有效性与正确性,计算结果与Rayleigh-Ritz法、Galerkin法、有限元法(FEM)、细胞离散元法(CDM)进行比较,该结果总大于由CDM法计算所得的准确解下限值,而与其它方法所得的准确解上限值相同.     

圆柱壳自由振动的无网格方法

用无网格法研究圆柱壳的自由振动问题.从移动最小二乘法和弹性系统Hamilton原理出发,建立了圆柱壳自由振动的特征方程,并编制了相应的计算程序.计算结果表明,该方法在解决壳体结构动力问题中是可行的.     

考虑建筑物刚度和自重的地层位移解析解

为更准确计算隧道施工时既有建筑下的地层位移,以西安地铁工程为依托,通过当层法和太沙基理论,推导出考虑建筑物刚度和自重的地层位移计算公式。结果表明,与只考虑建筑物刚度的地层位移计算结果相比,考虑建筑物刚度和自重计算的地层竖向位移较大,沉降曲线为塞形,水平位移较小;随着深度增大,地层竖向位移与水平位移幅值增大,水平位移曲线逐渐变陡,竖向位移的分布曲线由塞形变为高斯曲线。考虑建筑物刚度和自重的地层位移与实际情况更为符合。     

考虑预应力效应的曲梁面内振动特性研究

为了研究预应力对曲梁面内振动特性的影响,以自由振动状态下的曲梁微段为研究对象,考虑预应力对曲梁刚度的影响,推导了曲梁的面内振动偏微分方程,对方程进行求解并推求了简支曲梁面内振动一、二阶频率计算公式,算例分析结果表明所提计算公式正确.     

一维溃坝波在斜底坡河道中演进的解析解

应用特征线理论建立了一维瞬时全溃洪水在下游无水、斜底、梯形河道中演进的解析模型,结果显示Ritter解为本文模型在平坡底、矩形断面河道下的一个特解。依据导出的解析模型,对河道底坡的影响进行了分析计算,表明正坡会加速溃坝洪水的演进而逆坡有阻滞作用,而且这种底坡促流或阻流效应具有随时间增长的特点。     

考虑地层损失的盾构隧道土体变形修正解析解

在计算盾构隧道开挖引起的土体变形中,地层损失是十分重要的因素,而经典Loganathan公式中关于地层损失分布函数的计算仍然存在一定缺陷.根据极限平衡原理和隧道周围统一土体移动模型对Loganathan公式中的地层损失分布进行修正,而后将解析计算公式向三维空间予以拓展.通过对工程实例计算分析发现,与Loga-natha...     

考虑蒸发锋面的包气带一维液相运动方程解析解

为分析包气带中液态水运移的基本规律,基于相对渗透系数模型中的Gardner模型求解扩散度,在考虑蒸发锋面的基础上推导了包气带一维液相运动方程的解析解,建立了蒸发锋面深度模型、均质土及成层土的水力连续区有效饱和度剖面模型、水力参数反演模型。研究结果表明:稳态流下非饱和土的有效饱和度剖面受比流量q、Gardner模型参数α_g及下边界负压水头h的影响;在成层土中上层土的有效饱和度剖面及蒸发锋面深度受下部土层透水性的影响;参数反演分析证明了液相运动方程解析解的可靠性。     

大跨径预应力混凝土斜拉桥自振特性研究

结合石忠高速公路忠县长江大桥的工程实例,建立全漂浮体系斜拉桥的空间有限元分析模型,对该桥的自振特性进行计算研究,为大跨径斜拉桥抗风和抗震设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供依据。     

基于复模态法的粘弹性基桩横向振动研究

 假定基桩及桩周土材料满足非线性弹性和线性粘弹性本构关系,导出了分析基桩线性横向振动的非线性偏微分方程。在假设基桩和土的非线性比较弱的情况下,忽略非线性因素影响,用复模态法得到了一端铰支、另一端轴向自由横向铰支的端部条件下方程的解析解,并给出了数值算例,考察了参数的影响。结果表明：粘性系统的频率随着桩周土刚度增大而非线性增大,随着桩顶静载荷的增大而减少,静止桩是振动桩的一种特殊形式,桩周土的存在大大增加了基桩的承载力,土抗力调整系数对基桩承载力的影响也较大,硬土比软土更能提高基桩的承载力。     

矩形钢管混凝土抗弯刚度计算方法研究

根据方钢管混凝土构件受力分析的一般叠加法,分析了矩形钢管混凝土受弯构件的内力分配规律,推导出了其在正常使用状态下的刚度计算公式。为了验证分析结果的正确性,进行了4根方钢管混凝土的纯弯试验,通过对试验数据进行分析,上述的理论方法与试验结果吻合较好。该方法概念清楚,计算公式具有很好的实用性,并且为此类构件抗弯刚度的研究提供了一种思路。     

水电站厂房结构自振特性与止水优化分析

水电站地面式厂房发电机层以上的墙柱通常是受振动影响最大的部位,为了研究厂房上部结构的连接方式和止水布置位置对结构的受力特性的影响,以某电站厂房为例,采用ANSYS软件,建立厂房上部的墙柱结构有刚度较大的钢架连接和无钢架连接2种模型,分析其对结构自振的影响。基于设计推荐方案,研究止水结构对厂房受力特性的影响,分别在2个具有代表性的工况下进行论证分析。计算成果表明:将厂房上部结构用钢架连接成整体后,对结构的振动特性影响总体有利,但改善幅度不明显;止水位置对蜗壳部位的受力特性影响较为显著。上述研究成果可为水电站厂房的结构设计与止水受力优化提供有益参考。     

二维明渠双层均匀层流的纵向离散分析解

本文分析了在重力作用下双层互不混掺的层流的流速分布和浓度偏离规律及其示踪质纵向离散的特征。推广了Taylor对扩散方程的简化处理,运用Taylor的分析给出了浓度偏离函数的具体形式和每层纵向离散系数的精确公式。在验证了公式的唯一正确性后,绘制了计算离散系数的图和表格。     

基于积分型分数导数本构方程的粘弹性弹性土层中单桩的复刚度与导纳研究

在三维积分型粘弹性本构方程的基础上，建立了基于三维积分型本构方程的粘弹性土体的竖向振动微分方程。利用三维分数导数Kelvin粘弹性本构关系描述土体的应力应变关系，考虑分数导数和卷积的Fourier变换性质，利用势函数和分离变量法在频域内求解了分数导数粘弹性土层的竖向振动，并在此基础上求解了粘弹性土层中单桩的竖直振动。研究了土体本构模型参量对桩顶复刚度和桩顶导纳的影响，研究表明，分数导数的阶数对桩顶复刚度和桩顶导纳有较大的影响，土体粘性系数对复刚度的实部和桩顶导纳影响较大，而对复刚度虚部影响相对较小。     

基于多时间尺度法的桩基轴向振动分析研究

假定桩基及桩周土的材料满足粘弹性本构关系,导出了分析粘弹性桩基轴向振动的偏微分方程。在桩基和土的粘性都比较弱的情况下,用四阶多时间尺度方法求解了边界条件为一端固定、另一端自由的粘弹性桩基轴向自由振动的 n 阶固有频率和振动位移的近似表达式,得到： n 阶固有频率是粘弹性阻尼、阶数 n 和桩周土刚度系数的函数;位移与初始位移、相位、固有频率、时间、桩身位置、阻尼系数等有关;将四阶多时间尺度近似解与精确解进行了对比发现,当阻尼比小于 0.76 时,四阶多时间尺度解与精确解误差很小（小于3%）,因此,只要使用较高的阶数,在较低的阻尼比情况下,用多时间尺度法求得的近似解与精确解误差不大,可以用于分析粘弹性桩基轴向振动。     

考虑滩地横比降漫滩水流二维流速解析解研究

黄河下游河道滩地横比降较大,大洪水时漫滩行洪,滩槽水沙交换剧烈,考虑滩地横比降的影响既符合实际又具有较强的理论意义。漫滩水流流速是研究河流横断面形态调整的重要水力参数,目前对其二维解析解的研究均未考虑滩地横比降的影响。在前人研究基础上,推导出考虑滩地横比降影响的漫滩水流运动方程,拟合无因次横向涡黏性系数计算公式,求解滩地垂线平均流速横向分布的解析解,并利用实测资料进行验证。验证结果表明该解析解可以用来计算滩地垂线平均流速横向分布。