环境荷载联合作用下海上风电结构动力响应分析

为研究海上风电结构在复杂的海洋环境中承受环境荷载(风、波、冰、流)的联合作用时,结构产生的剧烈的动力响应问题。文章以三脚架基础海上风电结构为研究对象,采用ANSYS有限元软件建立其整体模型并进行荷载(风、波、流和风、冰、流)联合作用下的静力校核,通过对环境荷载联合作用下的三脚架基础海上风电结构进行瞬态分析,掌握其动力响应的特性及规律。结果表明:三脚架基础结构的一、二阶自振频率均为0.285Hz,在所选风机允许的频率范围内,可以保证整体结构不会与风机转动发生共振;风荷载在风、波、流荷载联合作用下主导控制结构响应的稳态波动,冰荷载在风、冰、流荷载联合作用下主导控制结构的稳态振动过程;塔筒顶端呈现的位移和加速度响应均远大于三脚架基础顶端;环境荷载联合作用下结构动力响应是环境荷载单独作用下动力响应叠加的结果。     

基于统一硬化参量的海洋K0固结土动力本构模型

为方便海洋工程中桩土相互作用计算,根据海洋K₀固结土体特性,对现有相关土体本构模型进行简化。在修正剑桥模型的基础上,基于热力学理论,选用耗散功作为硬化参量,结合原状土体的固结属性,推导了适用于黏土与砂土的统一硬化模型。在此基础上,通过采用旋转硬化与等向硬化相结合的硬化理论来表征K₀固结土在循环荷载作用下的硬化规律,同时引入屈服面收缩参数Θ来描述循环荷载加载过程中土体屈服面的演化特性,进而建立了循环荷载下海洋K₀固结土体统一硬化模型。为验证本文提出的本构模型的合理性,开展了2个案例的对比研究,研究结果表明:新提出的统一硬化模型的计算值与实测值吻合,选用的计算参数少且物理意义明确。     

考虑剪切变形的轴心受压GFRP圆管临界荷载

为了考虑剪切变形对玻璃纤维增强复合材料（GFRP）构件屈曲荷载的影响,利用Engesser剪切变形理论,推导考虑剪切变形和初弯曲的临界荷载. 应用于GFRP圆管时,考虑材料各向异性特征对剪切系数及强度的影响. 对4根具有不同长细比的GFRP圆管试件进行轴压试验. 结果表明,GFRP圆管在截面强度估算时应综合考虑轴向纤维压缩破坏和环向基体拉伸破坏. 所推导的临界荷载计算式的结果和试验结果吻合良好.     

单箱双室连续箱梁桥荷载试验研究

结合某单箱双室预应力混凝土连续梁桥工程,介绍了该桥静力荷载试验的内容与方法,其中包括测点布置、荷载布置、加载制度以及试验结果与计算结果的对比分析等.通过静力荷载试验来测试桥跨结构强度、刚度,以检验桥跨结构在正常使用状态下的承载能力和结构变形是否符合设计要求.试验结果表明:该桥结构处于正常受力状态,结构刚度、强度均满足规范要求.     

Conwep算法和压力时程曲线荷载施加法在爆炸毁伤分析中的适用性

为给大型结构毁伤研究提供技术支撑,应用显示动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA,以加筋板毁伤实验为依据,分别采用Conwep算法和压力时程曲线荷载施加法将爆炸荷载施加到加筋板模型上,将两种方法的数值模拟结果与实验结果进行对比,并从受爆结构单元、荷载施加范围以及结构位移与速度3个角度分析两种方法的适用范围和局限性.结果 表明:应用Conwep算法得出的数值模拟结果与实验结果的相对误差不大于5.15％;应用压力时程曲线荷载施加法得出的数值模拟结果与实验结果的相对误差不大于5.46％,均满足工程要求.因此两种方法均可作为爆炸荷载施加方法.     

基于SACS的海上升压站的谱疲劳分析

海上升压站多为焊接钢结构,在长期波浪荷载作用下,焊接钢结构尤其焊接节点易出现疲劳损伤乃至破坏,因此,合理的评估海上升压站结构的疲劳性能对于结构设计尤为重要.基于某220 kV海上升压站,运用有限元软件SACS建立海上升压站模型,根据DNVGL-RP-C203:2016《Fatigue Design of Offshore Steel Structures》和API-RP-2A-WSD:2014《Planning,Designing,and Constructing Fixed Offshore Platforms—WorkingStress Design》规范,获得了导管架与撑杆连接节点—圆管节点的疲劳寿命;同时,采用SACS软件建立节点有限元模型,计算节点应力集中系数,获得上部组块与导管架连接节点—非圆管节点的疲劳寿命.     

±800kV直流输电线路重冰区导、地线脱冰冲击敏感因素浅析.

结合±800 k V直流输电线路重冰区的实际工程数据,基于脱冰数值计算理论,通过数值方法模拟了六分裂导线在不同档数、档距、高差等复合因素影响下导线的脱冰动力响应过程,分析不同参数条件下导线和地线脱冰对悬垂绝缘子串和耐张绝缘串的冲击效应,得到最不利脱冰冲击效应的控制因素。研究表明:不同档距和高差组合下,档距和高差均最大时脱冰后的冲击效应最强;对于连续档,不同档脱冰时,对其相邻档导地线串的冲击效应最大;脱冰水平冲击效应主要受水平档距的影响,垂直冲击效应主要受高差的影响。     

基于等幅周期荷载下软岩Bingham本构模型的研究

为建立一种描述等幅周期荷载下软岩应变特性的本构模型,将Bingham模型中的常值黏壶元件替换成与循环次数相关的变系数黏壶元件,常值弹性元件替换为随周期荷载循环次数的增大而衰减的非定值弹性元件,即可得到反映周期荷载下软岩各种应变规律的Bingham本构模型。当循环荷载应力上限值σmax大于岩石的临界强度σs时,模型为可反映软岩3个应变阶段的改进4参数Bingam模型;反之则为反映软岩前两个应变阶段的非常值2参数Hook模型。将周期荷载分解为一个定值荷载和一个平均应力值为零的周期荷载,基于流变力学理论给出了定值荷载作用下基于该模型的本构方程式,再根据黏弹性力学理论,给出了平均应力值为零的周期荷载下基于该模型的本构方程式,最后将已获得的本构方程式叠加即得到周期荷载下软岩本构方程式。结果表明:所建立的本构方程式可较好描述周期荷载下不同软岩各类应变特征,对各类软岩的应变曲线拟合的相关系数均在0.868以上,且同一种岩石模型中弹性元件系数初始值随周期荷载的动应力幅值的增大而减小,岩石加速应变速率参数随动应力幅值的增大而增大。