SMA-FPB力学性能影响因素分析

以一种新型SMA丝-摩擦摆支座(Shape Memory Alloys Friction Pendulum Bearing,SMA-FPB)为研究对象,基于OpenSEES建立其有限元模型,并进行力学性能数值模拟,考察不同设计参数对SMA-FPB滞回性能的影响。研究结果表明:增大滑动面曲率半径或摩擦系数会提升SMA-FPB耗能能力,增加SMA丝设置数量会提升SMA-FPB等效刚度,增强支座抗侧移能力。

不同滑面形式FPB对平板网架结构抗震性能的影响

摩擦摆支座(FPB)是一种目前常用的隔震支座,经过国内外学者多年研究与工程人员的长期实践发现,FPB能够有效地降低结构在地震作用下的动力响应,并且不同滑面形式的FPB对结构的隔震效果也不同。本文将FPB应用到平板网架结构中,应用Ls-Dyna有限元软件建立平板网架模型及三种不同滑面形式(球面、抛物面、悬链面)的FPB实体模型,通过分析数值结果可以得到不同滑面形式FPB对平板网架抗震性能的影响规律,为摩擦摆支座在平板网架结构中的应用提供了参考依据。

三维地震作用下应用FPB单层球面网壳抗震性能

为准确确定三维地震作用下应用摩擦摆支座(FPB)单层球面网壳结构的减震效果,在精细化建模基础上,分析了摩擦摆支座的隔震机理,并对摩擦摆支座单层球面网壳结构从静力和动力两个方面进行分析.静力荷载作用下,从结构内力、变形和稳定性3个方面分析摩擦摆支座对网壳结构静力力学性能的影响;三维地震作用下,应用动力时程分析方法分析了地震动强度以及摩擦摆支座参数对单层球面网壳抗震性能的影响规律.结果表明:静力作用下,加强外环杆件能有效改善摩擦摆支座对网壳结构的不利影响;三维地震作用下,地震动强度越大,摩擦摆支座隔震性能越好;摩擦摆支座的最优摩擦系数随着地震动强度的增大而增加;摩擦摆支座曲率半径越大网壳结构的抗震性能越好.

竖向地震作用下FPB对K8型单层球面网壳结构抗震性能的影响

摩擦摆支座(FPB)是一种有效的基础隔震设备,对摩擦摆支座进行精细化建模,并将其应用到K8型单层球面网壳结构中。首先,从结构顶点加速度和地震能量的输入两个方面分析竖向地震作用下摩擦摆支座对结构抗震性能的影响;其次,在不同地震动强度作用下,从结构的杆件动应力、节点加速度和节点竖向相对位移三个方面分析摩擦摆支座K8型单层球面网壳结构的抗震性能。分析结果表明:结构的顶点加速度明显减小;摩擦摆支座能够有效地隔离地震能量;不同地震动作用下应用摩擦摆支座单层球面网壳结构的抗震性能相近。

FPB-LRB联合隔震性能研究

FPB支座和LRB支座都是目前较受欢迎的减隔震支座,各自有其独特的优缺点。借助一联3跨预应力混凝土箱梁桥,探讨FPB-LRB的联合作用。采用非线性时程分析方法,分析不同LRB支座布设位置对FPB-LRB隔震桥梁的影响,并与只布设FPB支座进行比较。研究结果表明:FPB-LRB隔震桥梁较FPB隔震桥梁具有较优的隔震性能,恰当的布设LRB支座位置,可以进一步提高FPB-LRB隔震桥梁减震率。

FPB安装位置对柱支承K8型单层球面网壳结构力学性能的影响

针对FPB 2种不同安装位置(FPB-柱顶和FPB-柱底),开展了柱支承K8型单层球面网壳结构力学性能方面的研究。静力方面,从内力、变形及稳定性3个方面进行分析,结果表明,当FPB安装在柱底时,FPB和铰支座网壳结构静力力学性能相近,且优于FPB-柱顶网壳结构。动力方面,探讨了FPB安装位置的不同对网壳结构抗震性能的影响,结果显示,水平地震作用下,FPB-柱顶结构的减震效果明显优于FPB-柱底结构,减震效果相差约15%;竖向地震作用下,从杆件内力及节点加速度2个方面分析,FPB-柱顶网壳结构减震效果明显优于FPB-柱底结构,而随着PGA增大,FPB-柱顶网壳结构竖向相对变形逐渐大于FPB-柱底结构。

大型钢桁架式渡槽结构地震响应研究

针对非一致地震激励下大型钢桁架式渡槽结构的隔震响应开展研究,依托实际工程在ABAQUS中建立了渡槽结构的整体有限元模型,给出了非一致激励的输入方法和摩擦摆隔震支座的简化模型,通过试验验证了摩擦摆隔震支座简化模型的准确性,并对一致激励和非一致激励、无隔震支座和有隔震支座的数值模拟结果分别进行了对比。结果表明:中墩正上方的桁杆为渡槽结构的最薄弱位置;非一致激励会显著增大渡槽结构,尤其是边跨的动力响应;在中墩顶部设置摩擦摆隔震支座能起到较好的隔震减震效果,提升桁架结构和槽墩的地震安全性。

剪力键对隔震桥梁地震响应影响分析

为了保证隔震桥梁在正常使用状态下的正常工作,需要在摩擦摆支座中设置剪力键,因此有必要研究剪力键对隔震桥梁的影响。以粤东高烈度地区某连续梁桥为背景,建立全桥有限元模型,分析了采用摩擦摆支座的隔震桥梁在E1及E2地震荷载激励下的响应。通过改变摩擦摆支座内剪力键水平承载能力大小,研究了不同剪力键承载能力对隔震桥梁地震响应的影响。研究结果表明,剪力键承载能力对墩底弯矩幅值及墩顶位移幅值影响较大,但对主梁位移幅值及支座幅值影响较小;当剪力键承载能力P与固定支座竖向设计荷载W的比值等于0.08时最优,此时剪力键在E1地震激励下不失效,且在E2地震激励下,对支座减隔震效果影响较小。

FPB的模块化设计

对不同方向形式的FPB整体及各部件的功能和结构特性进行了分析,根据其功能与结构特性,认为采用模块化设计能充分满足各方向形式FPB的功能要求,能提高设计效率;同时也有利于产品的制造和生产组织,有利于产品质量保证,具体探讨了如何实现FPB的模块化设计,以期很好的用于指导FPB设计工作。

一类FPB方程的稳定性

在概率度量空间中对FPB方程的解进行研究,得出方程的解具有稳定性的结论.

基于FPBS设计原理的余热锅炉结构设计

通过对模块式余热锅炉设计方法的研究,提出一种全新的开发设计模式——余热锅炉快速设计。该方法基于Solid Works参数化设计技术、模块化设计技术、产品数据管理技术等理论,在对模块化的余热锅炉产品族合理划分的基础上所形成的一套设计理论体系,涉及从产品需求的提出到设计数据保存的整个余热锅炉设备设计过程。

Maxwell分子模型下FPB方程解的唯一性

本文主要引用傅立叶变换,对FPB方程进行研究,得出Maxwell分子模型下FPB方程解的唯一性结论.

应用FPB不同矢跨比柱支承单层球面网壳结构力学性能研究

针对5种不同矢跨比(1/3,1/4,1/5,1/6和1/7)柱支承单层球面网壳结构,开展了摩擦摆支座网壳结构力学性能方面的研究。静力分析方面,从顶点位移、杆件内力及极限荷载3个方面进行分析,分析结果表明,应用摩擦摆支座后,不同矢跨比网壳结构的静力力学性能均被减弱。动力分析方面,从杆件动应力、节点水平相对位移和加速度3个角度探讨了应用摩擦摆支座不同矢跨比网壳结构的抗震性能,结果显示,应用摩擦摆支座后,不同矢跨比结构均有良好的减震效果,且随着地震动强度的增加,减震效果增大;不同矢跨比网壳结构的减震效果之间相差在20%以内。

FPB-Subsea在海底软管裸露防护的应用研究

针对裸露的海底软管易遭受第三方破坏问题,提出了一种水下柔性防护毯(FPB-Subsea)裸露防护技术。对比研究人工填埋法、水泥压块覆盖法、马克菲尔防护垫覆盖法以及FPB-Subsea覆盖法优缺点及其适用性,以10英寸海底软管为研究对象进行侧向及垂向稳定性分析,验证FPB-Subsea能否满足480 kg霍尔锚和950 kg拖网渔船冲击,计算功率为365 kW拖网渔船拖曳下所需FPB-Subsea最小质量。研究结果表明,FPB-Subsea可完全实现对海底软管裸露防护的应用。

摩擦摆支座在地面结构与地下结构中减震效果对比研究

结合地下结构地震反应特征,在借鉴地面结构减震设计理念基础上,分别设计了摩擦摆支座安装于结构底部和中柱顶部2种减震方案。通过建立土体与地面结构和地下结构整体二维数值模型,运用动力时程分析方法对比研究了不同减震方案对地面结构和地下结构的减震效果。研究结果表明:基底减震方案通过延长地面结构自振周期达到降低结构地震反应的减震机理并不适用于地下结构,地下结构底部安装摩擦摆支座仅能起到减小传递结构底部土层剪力的作用,但整体减震效果并不明显;在中柱顶部设置摩擦摆支座使得关键竖向支撑构件的剪力、弯矩和水平变形都大幅度地降低,因此认为该方案是一种行之有效的地下结构减震措施。

一种新型海底软管裸露防护技术

针对某作业区海底软管裸露问题,提出了一种水下柔性防护毯(FPB-Subsea)裸露防护技术。比较了直接吹泥法、水泥压块、马克菲尔防护垫以及FPB-Subsea防护方案,阐述了FPB-Subsea现场施工过程以及施工后扫测结果。工程实践证明,DP2施工作业船配合水下自动脱钩释放系统的作业方式大大缩短了施工工期并避免了潜水作业风险,从侧扫声纳扫测结果来看FPB-Subsea全部覆盖在海底软管正上方。该施工技术成功应用,说明FPB-Subsea不仅适用于海底软管裸露防护,也适用于海底钢管及电缆裸露防护。

生物造粒流化床污水处理反应器中微生物生长比较分析

利用传统细菌计数方法及分子生物学方法对新近发展起来的生物造粒流化床反应器与A2/O工艺的微生物特性进行比较研究.反应器中好氧菌、反硝化菌及反硫化菌的计数结果显示,单位质量的活性污泥中,生物造粒流化床中好氧菌的分布数是A2/O工艺好氧区的1～2倍,反硝化菌总数介于A2/O工艺的好氧区和缺氧区之间,而反硫化菌的总数介于A2/O工艺的缺氧区和厌氧区之间.用PCR-DGGE技术对生物造粒流化床反应器及A2/O工艺中的微生物进行多样性分析,结果显示,生物造粒流化床反应器的微生物群落比A2/O工艺丰富;DGGE指纹图谱聚类分析表明,生物造粒流化床反应器与A2/O工艺的微生物群落相似性为57.6%.

应用摩擦摆支座的单层球面网壳地震响应分析

为研究摩擦摆支座对网壳结构抗震性能的影响,本文分析摩擦摆支座的隔振机理,应用LS-DYNA有限元软件对摩擦摆支座进行实体建模,并验证该种建模方法的正确性。将静力作用下的铰支座和摩擦摆支座单层球面网壳的力学性能进行对比,结果表明应用摩擦摆支座使网壳结构的初始变形增大;在此基础上,对应用摩擦摆支座的单层球面网壳施加不同强度的地震动,从杆件轴力、节点加速度和节点相对位移三个方面对结构的动力响应特性进行分析,并讨论摩擦摆支座在单层球面网壳结构中的有效性和适应性,得到随着地震动强度的增加,轴力振动幅值减小的杆件数目及加速度和相对位移减小的节点数目也是增加的结论。最后,通过对最外环杆件截面加强,对应用摩擦摆支座的单层球面网壳同样进行地震响应分析,讨论外环杆件加强对结构抗震性能的影响。

高速铁路桥梁基于摩擦摆支座的减隔震研究

探讨了高速铁路桥梁基于摩擦摆支座减、隔震的设计原则,采用非线性时程分析方法研究了高速铁路多跨简支梁桥的摩擦摆支座隔震效果。分析中考虑了墩高、地震强度及场地类型变化对摩擦摆支座隔震桥梁地震反应的影响。结果表明,墩高变化对墩底弯矩及其减、隔震效果有较大影响,地震强度变化对隔震桥的墩底弯矩也有较大影响,但对减、隔震率的影响很小,墩高及地震强度对隔震支座的最大水平滑动位移影响较大。墩高7m及墩高13m的高速铁路桥梁减、隔震效果显著,摩擦摆减、隔震支座在高速铁路桥梁中有较好的应用前景。

生物造粒流化床污水处理反应器中微生物的分布特征

对生物造粒流化床污水处理反应器10cm、60cm、110cm处好氧细菌总数以及反硝化菌、反硫化菌分别进行计数,同时,用光学显微镜、扫描电子显微镜以及石蜡切片技术对粒状污泥中细菌的分布情况进行研究。结果发现,流化床中好氧细菌非常丰富,在反应器10cm处,每克污泥微生物的数量可达1.6×108个,说明好氧细菌在生物造粒流化床有机物生物降解中起主导作用;同时,流化床中也有一定数量的兼性厌氧菌存在,并且随着流化床床体的升高有增加的趋势,这与溶解氧(DO)随流化床床体高度的增加而迅速降低有关;随着回流比的增加,溶解氧增高,相应的好氧细菌有所增加而兼性厌氧菌减少;对于颗粒污泥,其表面和内部微生物分布数量有很大的差异。