采用拉索连接惯容系统的在运断路器减震改造北大核心CSCD

在发生地震灾害时,变电站中电瓷型电气设备如断路器、互感器等易发生破坏。为保证电气设备在地震荷载作用下能够安全正常工作,以某110 kV断路器为研究对象,对其进行原位动力特性测试和有限元建模,采用拉索连接的电涡流阻尼惯容系统对在运的断路器进行减震改造设计并进行了工程应用,对设备减震改造前后的模态响应和地震响应进行了计算和分析。结果表明:在地面峰值加速度为0.4g的地震荷载作用下,使用惯容系统对断路器进行改造,可以使套管根部应力减小44%,位移峰值减小47%,实现约40%的减震效率。应用惯容系统是提高断路器结构抗震性能的有效措施。     

压电阻抗技术在结构健康监测中的应用研究

压电阻抗原理在土木工程结构健康监测中的应用得到越来越多的关注。系统阐述了压电材料、压电阻抗原理、压电材料与被监测结构的相互作用模型,以及基于阻抗信息的监测技术,归纳了压电阻抗技术应用中压电材料尺寸选择、扫描频率选择、感应范围、粘结剂影响、数据采集设备的发展、数据处理方法等方面的研究成果,并对目前存在的问题进行了总结和分析。     

基于性能的输电塔地震易损性分析

本文以某高压输电塔为研究对象,同时考虑了结构本身的随机性和地震作用的随机性,采用了非线性屈曲分析及动力响应分析对结构的抗震性能、地震反应进行了分析。在基于性能的分析框架下,通过蒙特卡罗数值模拟获得了输电塔的抗震能力曲线,并分析了其统计特性,计算得到结构的地震易损性曲线,为输电塔的抗震防灾规划提供风险评估的数据基础。     

考虑不确定性的某输电塔地震反应分析

考虑结构本身的不确定性,基于蒙特卡洛随机抽样方法,利用大型通用有限元程序ANSYS,对结构进行弹塑性时程分析,获得结构顶点位移随机分布数据,发现结构本身的不确定性因素对其在地震作用下的反应有较大影响.     

结构动力模型的改进直接修正方法及工程应用

直接模型修正方法是一类经典的解析动力模型修正技术,该方法具有计算高效和精确匹配目标模态参数等优点,但仅考虑与频率和振型相关的约束,导致修正模型预测的模态参与因子与实际识别值存在差异。针对该模态参数匹配不完备问题,提出了一种改进的直接模型修正方法。改进方法考虑模态参与因子在质量矩阵中的修正,采用约束最小化技术,推导了质量矩阵的最优解,并结合已有的刚度矩阵修正技术实现结构模型修正。以一栋实际消能减震建筑结构为应用对象,利用结构地震监测数据估计的模态参数,采用改进方法修正结构初始有限元模型,验证了改进修正方法的准确性。     

厦门后溪长途汽车站移位监测系统的设计与实现

在厦门后溪长途汽车站进行整体旋转移位过程中,为保证房屋整体在移位过程中的安全,使用了移位监测系统对结构进行监测。首先介绍了厦门后溪长途汽车站移位施工的方案和主要技术流程;说明了厦门后溪长途汽车站移位监测系统的设计原则和方案,布置各传感器的测点位置,介绍了各传感器的参数及现场安装状态;最后,对移位全过程的传感器数据进行分析总结。结果表明,厦门后溪长途汽车站移位过程平稳,传感器无异常数据,在移位过程中结构处于安全状态。此次监测为移位工程的监测设计起到示范和推动作用,具有一定的借鉴意义。     

特高压输电塔-线体系的抗风性能分析

本文建立了特高压输电塔线体系四线三塔的有限元模型,考虑了材料和几何非线性,采用增量动力分析方法对整个输电塔线体系进行抗风性能分析。对输电塔单塔和塔线体系进行了从弹性、非线性直至倒塌的全过程的性能分析,获得了输电塔单塔和输电塔线体系的抗风性能曲线。通过输电塔单塔和塔线体系的对比分析可知,导线对输电塔抗风性能的影响很大,在设计中不能忽略。     

基于矩形贴片天线的应变传感器模拟与测试

当贴片天线经历应变时,天线形状发生改变,导致其谐振频率发生偏移。基于此原理,提出采用矩形贴片天线的应变传感器测量结构中的应变。采用了2.4GHz的1/4波长矩形贴片天线作为应变传感单元,首先,利用HFSS~(TM)软件设计应变传感器的尺寸参数,分别模拟该天线在长度与宽度方向经历拉应变时的谐振频率偏移;其次,分别将贴片天线以纵向、横向的方式粘贴在铝板上进行了受拉实验;最后,利用网络分析仪获得天线的谐振频率。模拟与测试结果表明,天线的谐振频率偏移与天线长度方向上的应变具有良好的线性关系,同时,天线宽度方向上的应变对其谐振频率的影响较小。     

非理想型颗粒惯容系统的减震性能研究

该文考虑了非理想型惯容器中阻尼的存在，将PTMD与惯容系统(惯容单元和阻尼单元并联)相结合，提出一种新的减震系统—颗粒惯容系统(Particle Inerter System，PIS)。首先，基于简谐荷载激励分析了惯容系统的动力响应特性；随后，建立了PIS基于单自由度结构的运动控制方程，对比研究了PIS和PTMD在地震激励下的减震性能；最后，以El Centro波为例，对PIS的减震机理展开分析，并得到惯质比和阻尼系数对PIS控制效果的影响。研究表明，PIS在不同地震激励作用下的减震性能良好，相较于PTMD减震效果更好，可以有效抑制单自由度主体结构的震动；在El Centro波作用下，PIS相比于PTMD的峰值和均方根响应减震优势均在26%以上，阻尼器工作行程减少47.54%，阻尼器的耗能效率更高，进而可实现高性能要求下PTMD的轻质化设计；随着惯质比的增大，PIS的控制效果呈上升趋势，而阻尼系数则恰恰相反。     

用于结构减震控制的拉索式惯容系统跨层布置优化研究

本文提出了一种拉索式惯容系统的跨层布置方法用于结构减震控制.将地震激励模拟为金井清谱随机激励，构建统一的状态空间方程，进行线性系统直接随机分析，获得系统响应统计量.利用布置效率确定惯容系统布置位置，考虑惯容系统整体出力影响惯容系统自身造价及结构柱额外受力，将惯容系统出力状况作为经济指标.考虑结构位移响应及加速度响应与结构性能的相关性，将结构的位移响应及加速度响应作为减震效果指标.利用设计参数的多目标优化，获取惯容系统最优参数的帕累托前沿，指导设计并比较不同布置方法.最后，利用一个10层的基准结构进行减震效果分析，验证跨层布置的惯容系统优于一般层间惯容系统.