多自由度实时子结构试验系统稳定性分析方法

实时子结构试验将数值模拟和物理试验相结合,充分发挥各自优点,为工程结构研究提供了一种新的试验手段。系统稳定性是保证实时子结构试验成功实现的前提,但现有研究成果主要针对单自由度结构,多自由度系统稳定性评价方法所需参数相对复杂、稳定性指标物理意义不够明确。该文结合振型叠加法和增益裕度概念发展了多自由度稳定性分析方法,通过试验验证了该方法的有效性。同时运用该方法就时滞补偿下实时子结构试验系统稳定性进行了评估,并阐述了时滞补偿对实时子结构试验系统稳定性的影响机理。研究结果表明该方法能准确评价多自由度子结构试验系统稳定性,时滞补偿对子结构稳定性可能产生有利也可能产生不利影响。     

基于节点刚度的钢框架梁柱子结构抗倒塌性能试验研究

以钢框架中3种不同连接节点形式（栓焊连接、顶底角钢腹板双角钢连接和腹板双角钢连接）的两跨三柱型梁柱子结构为研究对象,通过对中柱施加静力荷载的大变形试验考察梁柱子结构在中柱失效连续倒塌条件下的破坏模式、力学形态和抗倒塌机理。结果表明：栓焊连接试件因梁柱节点处梁端受拉翼缘发生断裂而失效;顶底角钢腹板双角钢连接试件为梁柱相连的受拉角钢在螺栓孔处发生断裂,且因梁端腹板螺栓孔发生承压破坏而失效;腹板双角钢连接试件因腹板两侧角钢在螺栓孔处断裂而破坏。梁柱节点刚度对结构的抗倒塌性能影响较大,腹板双角钢连接试件主要通过悬链线机制提供抗力;而其他两类试件在加载前期主要通过梁机制提供抗力,进而转变由悬链线机制来抵抗外部荷载。其中,顶底角钢腹板双角钢连接试件在后期更能充分发展梁端节点转角和梁截面轴力,表现出更为富余的抗倒塌能力储备。     

改进的混合界面子结构模态综合法在失谐叶盘结构模态分析中的应用

在保证精度的条件下,为了提高航空发动机模态分析的计算效率,针对传统混合界面子结构模态综合法由于综合后还可能存在计算量大的问题,提出一种改进的混合界面子结构模态综合法。该方法将综合后的模型进一步减缩,同时在减缩过程中引入位移和力的双协调条件,保证了计算的准确性。采用该方法建立了叶片-轮盘的组合结构的参数化模型,对各个子结构建立有限元模型并综合求其模态,与整体结构有限元法相比,计算时间缩短了23.86%~35.74%,模态偏差不大于0.57%,而传统法,其计算时间缩短了14.63%~29.20%,模态偏差不超过0.49%,可见,在相同的工作环境且保证精度的条件下,该方法计算效率比传统混合界面子结构模态综合法有显著提高,尤其是在高阶模态求解时,计算效率提高的更加明显,为下一步的振动响应及组合结构的动态特性研究奠定了基础。     

巨-子结构控制体系振动台试验与有限元模型对比分析

为了研究巨-子结构控制体系的抗震性能,该文进行了巨-子结构控制体系的振动台试验研究。试验模型均为钢框架模型且包括三个不同的模型,分别称为抗震结构模型、隔震结构模型和隔震-底层固结模型。采用大型有限元软件SAP2000对试验模型进行了非线性时程分析,并在主结构的加速度、层间位移,子结构的层间位移以及隔震层的变形方面与试验结果进行了对比分析。结果表明：理论分析与试验研究结果吻合较好,且不论是理论计算结果还是试验实测结果,隔震结构以及隔震-底层固结结构相对于抗震结构而言,结构的响应减小明显,说明结构施加隔震装置后能有效减小结构响应,从而保证结构的安全性。     

T形件加强型节点PEC柱-钢梁组合框架层间倒塌机理试验研究

为研究T形件焊接加强型节点卷边PEC柱-钢梁组合框架层间倒塌机理,按1:2缩尺设计制作了1榀组合框架中间层子结构模型试件并进行拟静力试验,从试件受荷过程分析了组合框架中间层子结构的滞回特性、承载力、抗侧刚度、耗能能力、变形模式和倒塌破坏机构等抗震性能.研究结果表明:T形件焊接加强型连接方式增强了节点连接的刚度,实现了梁塑性铰位置远离节点区和结构梁端塑性屈服耗能的设计目标;T形件预拉对穿螺栓连接有效实现了节点域混凝土斜压带传力模式,相应降低了节点区的抗剪需求,更好满足了"强节点"的抗震要求;试件沿高度刚度分布均匀,试件整体水平位移表现为理想的倒三角弯剪型变形模式;试件结构的破坏模式为中间层T形件端部梁截面形成塑性铰的塑性倒塌机构,对应层间剪切角和节点连接转角均超过大震层间侧移限值1/30,且试件承载力未出现明显下降趋势,试件结构具有良好的抗倒塌性能.     

基于子结构建模方法的虚拟式模态分析仪的实现

为了解决实验模态分析和计算模态分析之间的兼容性问题,并快速简洁以及准确地实现几何结构建模,根据模态分析的基本原理,引入子结构的思想,提出一种基于子结构面向图元对象的结构模型,从而在实验模态分析和计算模态分析的不同层次之间采用统一的架构.进而利用虚拟仪器技术和OpenGL三维图形接口技术,实现了模态分析仪的输入输出功能,成功研制出虚拟式模态分析仪,并成功应用于机械结构的模态试验和分析.     

多体摩擦型接触问题的边界元与有限元耦合法

结合巨型泄洪引水闸门４００ｔ压力定轮轴瓦的应力计算与理论分析,提出了多体摩擦型接触问题的边界元与有限元的耦合解法,并将有限元的子结构法引入到多体摩擦型接触问题的边界元与有限元耦合计算中,提高了求解大型和复杂多体接触问题的功效。本方法也适用于非接触区情况比较复杂的其它多体接触问题。     

实时子结构试验隐式方法的比较

针对位移相关型试件,采用Shing迭代和等效力控制方法的实时子结构试验进行数值模拟,对比研究两种方法的精度。结果表明,当试验子结构为线弹性试件时,两种方法都有很好的精度;当试验子结构为非线性弹性试件时,等效力控制方法的精度要好于Shing迭代法。     

一种贝叶斯网络结构学习的混合随机抽样算法

贝叶斯网络结构学习的随机抽样算法存在收敛速度慢的问题,为此,结合均匀抽样和独立抽样,从初始样本、抽样方式和建议分布3个方面对抽样过程进行改进,提出一种混合型马尔可夫链蒙特卡罗抽样算法(HSMHS)。基于节点之间的互信息生成网络结构的初始样本,在迭代抽样阶段,按一定的概率随机选择均匀抽样和独立抽样,并根据当前抽样的样本总体计算独立抽样的建议分布,以改善抽样过程的融合性,加快收敛速度。对算法进行正确性分析,证明其抽样过程收敛于网络结构的后验概率分布,可保持较高的学习精度。在标准数据集上的实验结果表明,HSMHS算法的学习效率和精度均高于同类算法MHS、PopMCMC和Order-MCMC。