非平稳随机地震激励下多层框架-摇摆墙结构的响应分析

框架-摇摆墙是一种可有效提高建筑抗震性和韧性的组合自复位结构,为充分了解其在地震下的随机响应特性,构建多自由度框架-摇摆墙结构的简化非线性方程,并利用等效线性化,基于响应的伪谐波行为假设,构建含时变参数的等效线性动力方程;基于随机平均的原理,得出控制响应幅值概率密度函数(PDF)的时间演变形式的福克-普朗克-科尔莫哥洛夫(FPK)方程,最终得出随机响应时间相关方差的一阶微分方程;并以某教学楼一榀框架为样本构建算例模型进行验证。结果表明:近似解析方法具有优异的精确度,在保证随机响应时间相关方差准确性的前提下,相对于传统的蒙特卡罗模拟(MCS)方法可提高分析的效率;在可分离形式和不可分离形式的非平稳地震动功率谱模型的结果中,随机响应方差曲线趋势与随机地震激励的形式相关,且在分段式调制非平稳谱作用下其分段点表现出很明显的不平滑现象;不同类型的随机地震激励扰动下的结果证明了此方法优异的适用性。

基于谐响应分析的冲击式水轮机转轮共振预测

冲击式水轮机水斗的疲劳断裂与转轮的周期性振动密切相关。以六喷嘴冲击式水轮机模型机组转轮为研究对象,采用基于模态叠加的谐响应分析法,获取转轮在实际工作载荷激励下的形变与应力响应并评估薄弱部位,结合坎贝尔图确定共振转速。结果表明,在实际运行工况下转轮三阶模态振型最易被激发,最大形变值为21.50mm,位于水斗尖端;七阶与八阶频率下被施加最大简谐载荷的水斗等效应力值较大,从根部向水斗尖端缺口处递减,最大应力值出现在分水刃根部,发生明显的应力集中;坎贝尔图显示易发生谐共振的转速为587r/min、660r/min、785r/min,在实际运行中应进一步测试与避免。

丁字及十字交叉管廊纵向地震响应分析

提出了丁字及十字交叉管廊纵向地震响应分析的一个改进广义反应位移法.该方法采用壳单元模拟管廊结构,以体现管廊横断面非对称形式的影响和地震作用下管廊交叉节点处的局部变形;采用非线性弹簧单元模拟预制企口接头,可反映管廊接头断面的非对称形式以及预制接头的力学行为.在ABAQUS有限元平台构建了典型交叉管廊的三维壳-弹簧计算模型,采用直接刚度法求解场地地震动响应,研究了在设计地震动幅值和地震波入射角度等因素影响下,丁字及十字交叉管廊的内力及变形响应特征,并以直线形管廊的地震响应为基准,给出了两类交叉节点的影响范围及内力放大情况.结果表明,相较于直线形管廊,管廊交叉节点处的内力及变形响应均出现明显的增高,其中丁字交叉管廊的地震响应略大于十字交叉管廊.安评波小震作用下,丁字及十字交叉管廊的接头基本处于功能完好状态,中震和大震作用下超出规范限值,其中大震下达到8 mm左右,约为直线形管廊的8~9倍;两类交叉管廊的内力放大系数范围约为2~6.工程抗震设计中,可根据该结果对交叉管廊的地震响应进行初步评估.不同设计地震动幅值和地震波入射角度下,两类交叉节点对管廊地震响应的影响范围约为20~35倍预制管节段长度,在实际工程中应引起重视.相关研究结果可为交叉管廊工程的抗震设计提供参考.

舰用雷达阵面在不同冲击环境下的响应分析

通过理论计算和有限元仿真,研究舰用雷达阵面在不同冲击环境下的响应。文中将冲击载荷作用下舰用雷达阵面的受力模型简化为基础激励的多自由度系统,通过对受力模型的边界模态进行虚拟约束的方法计算了不同冲击环境下的响应。结果表明:舰用雷达阵面响应基本不受冲击谱参数中谱加速度变化的影响,而谱位移和谱速度对舰用雷达阵面响应影响较大。分析结果可为冲击环境下舰用雷达阵面的响应分析和影响评估提供参考。

库水-淤砂层-坝体-坝基体系地震响应分析

针对我国西部水利工程结构面临的地震安全问题,特别是混凝土高拱坝的抗震安全设计,以小湾水电站混凝土高拱坝为研究对象,进行了库水-淤砂层-坝体-坝基体系的耦合动力分析,同时考虑了复杂的坝基地形、正常蓄水位的库水以及常年运行而堆积的淤沙层的影响。主要内容有:①基于传递矩阵法及二维有限元,实现了复杂峡谷地形的自由场计算;②基于水-饱和多孔介质-固体的统一计算框架,实现了库水-淤沙层-坝体-坝基体系的三维地震响应分析算法。最后,分别以脉冲波和地震波作为输入,探讨了小湾拱坝的地震响应规律及库水淤沙层对拱坝地震响应的影响。结果表明:坝体顶部中心区域会承受较大的拉、压应力;而库水底部淤砂层对坝体的位移及应力影响并不显著。

基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析

在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。

信江白塔河柏泉站河段干流对支流顶托响应分析

河道的水位流量关系直接影响着水文资料整编的可靠性,合理而准确的水位流量关系可为水文预报和水利管理提供依据,精确的水位流量关系分析对河道水情分析和防洪管理有重要意义。以白塔河柏泉水文站河段为研究对象,借助Mike21软件建立河道水动力模型,模拟河道水流动力学过程,分析洪水顶托影响下站址断面水位流量曲线和干流沿程水面线,并通过情景模拟,剖析支流洪水对干流顶托作用。结果表明:水动力模型的模拟结果与实测值基本一致,相关系数为0.98,纳什效率系数为0.85,精度满足基本要求;河道水动力学模型可较全面分析干支流交汇处的水流变化状况以及干支流洪水过程的耦合响应;支流不同洪水的洪峰和洪量对干流顶托作用明显,而且与干支流洪峰到达时间的同步性关系较大。

有限实验数据下工程结构概率建模及随机响应分析

为了研究实验数据下工程结构输入参数的概率建模以及依据所建模型的响应分析的问题,本文提出了一种实验数据下工程结构概率建模及随机响应求解的方法。依据Karhunen-Loeve展开和任意多项式混沌(aPC)展开理论,提出了一种基于核密度估计的新型随机模型;发展了结构随机响应的求解技术,并提出了用于随机响应aPC系数估计的D-optimal加权插值方法,实现了结构响应的高精度求解。研究表明:本文的研究为实验数据下工程结构的合理随机建模和高效响应分析提供了一个有效的框架,本文方法有效。

不同水头下深孔弧形工作闸门地震响应分析研究

水工钢闸门被广泛应用于我国西南地震高烈度地区。为了确保在脉动水流与地震荷载作用下的安全可靠运行,需要分析不同水头下闸门的抗震性能。采用ANSYS建立三峡大坝某深孔弧形工作闸门有限元模型,基于动力时程法,对其开展地震响应分析,研究闸门在无水、20 m、40 m、60 m和85 m水头下动水压力与地震荷载对闸门强度、刚度的耦合影响。结果表明:水头越高,闸门在有、无动水时的最大应力及主横梁径向位移差值越大,动水压力对闸门的地震响应影响越显著。该研究对于同类水工钢闸门的地震响应分析具有参考借鉴意义。

超重力离心模拟与实验装置结构动力响应分析中的激振力布置形式比较

在超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)设备基础振动控制中,为模拟离心机转臂运动时的扰力,比较了6组不同的激振力布置形式对设备基础结构的稳态动力响应数值的影响。其中,按照静力方式分配至3处机架的简化模式的结果(第3组)最接近考虑轴承进行建模、油膜力模拟为与位移呈线性关系的弹簧的仿真结果(第1组)。6组布置形式结果虽存在差异,但均具备一定的适用性。

基于ANSYS Workbench异型臂架模态及谐响应分析

为了分析异形臂架本身的振动特性,在对异形臂架三维模型进行合理简化后,借助有限元分析软件ANSYS Workbench进行异形臂架的模态分析;在得到部件的固有频率及相关振型的基础上,进行异形臂架的谐响应分析,主要分析异形臂架在一定范围激励载荷作用下的响应情况。研究结果表明:除刚体模态外,异形臂架最小固有频率为371.12 Hz,前6阶模态基本为臂架上下摆动、左右摆动和扭转等振型。因此,在实际运行中需要避免异型臂架在371.12~956.75 Hz范围内及附近负载下工作,所研究结果为整机性能预测和优化提供了依据。

建筑结构的动力响应分析与减震控制技术

本文首先通过数值模拟和理论分析,分析了建筑结构在地震荷载下的动力响应特性,包括振动频率、位移响应等.然后介绍了减震控制技术的原理和方法,包括基础隔震、剪力墙、阻尼器等减震装置的应用.通过模拟计算研究分析,探讨了不同减震控制策略对建筑结构动力性能的影响,并评估其减震效果.最后总结了结构动力响应分析与减震控制技术在提高结构抗震性能和保护人员安全方面的重要性,并展望了未来的研究方向.

基于ANSYS的振动载荷下车用IGBT模块的应变响应分析

为了实现车用IGBT模块在振动环境下的应变响应分析,建立了4组DBC绝缘层分别采用Al_(2)O_(3)、AlN、Si_(3)N_(4)、BeO的IGBT模块模型,选取芯片焊料层这一重要构件,运用有限元仿真软件对其进行了模态分析、谐响应分析及随机振动分析。结果表明,DBC绝缘层材料的改变对IGBT模块整体结构的固有频率影响并不明显,绝缘层采用AlN的IGBT模块抗振性能较弱。在随机振动载荷下,IGBT模块芯片焊料层的危险点均在右下角;DBC绝缘层采用BeO材料的IGBT模块抗振性能较好。

风荷载作用下模块化装配式建筑结构响应分析

模块化装配式结构是目前高层建筑新兴的高效施工方法,而风荷载是影响高层建筑安全的主要因素。文中针对模块化装配式建筑结构在风荷载作用下的响应进行分析,结合装配式建筑结构模型,明确了高层建筑关键节点位移响应振型和位移进行特征。结果表明,风荷载作用下装配式结构振动周期最大值为1.67 s,变形方向主要在风荷载施加方向,且位移变化范围为-24.82~29.48 mm。

基于矩阵束方法的传输线系统瞬态响应分析

带有频变负载的传输线系统的瞬态响应分析是电磁兼容领域的一个重要内容,特别是对于频变负载网络较为复杂或内部结构不清晰的情况,其瞬态响应的分析较为困难。本文首先在采样频率点处对频变负载端口导纳进行测量或计算得到相应的采样导纳,并采用有理函数逼近的方式对端口导纳进行等效;之后采用矩阵束(MPM)方法求解出有理逼近函数所需的极点和留数,并将其代入到分段线性递归卷积(PLRC)技术中,实现传输线和频变负载连接点处电压的分段线性递归卷积表达;最后,结合传输线方程实现带有频变负载的传输线系统的瞬态响应分析,并通过2个算例对所提方法的性能进行验证。结果表明,所提方法在计算精确度上具有明显的优势。

市政道桥工程检测中的非常规载荷响应分析研究

本文针对市政道桥工程检测中非常规载荷响应的特点,系统地分析了非常规载荷在市政道桥工程检测中的影响和应对措施。通过对道桥结构的响应特性、载荷模型、检测方法、实际工程案例等方面的深入探讨,为市政道桥工程检测提供了理论指导和技术支持。

高铁路桥过渡段轨道板离缝引起的路基膨胀响应分析

高速铁路路桥过渡段存在雨水及地下水入渗的风险,会影响路基的稳定性。过渡段路基存在施工缝,降水时雨水会从这些缝隙渗入路基,而过渡段路基填料有一定的膨胀性,当水渗入时,路基会因膨胀而变得不稳定。为解决该问题,以某高铁某路桥转换区路基膨胀问题为研究对象,采用变形监测数据、水文地质资料、室内试验与数值模拟相结合的方法,开展路桥转换区路基膨胀变形问题的研究。根据现场实测资料进行了分析,得出离缝对路基膨胀变形有一定影响,从而导致路基的不均匀膨胀问题。在室内试验方面,对该过渡段的材料进行力学性质测试,为后续的数值模拟提供参考数据。在找出病害原因之后提出解决方案,以减轻路基的膨胀问题,为铁路交通的安全运行和建设提供相关的参考。

电梯物联网的信息系统安全响应分析

物联网技术的快速发展使得电梯行业也开始逐渐引入物联网信息系统,实现了电梯的智能化管理。然而,与此同时,物联网信息系统安全问题也开始浮出水面。本文针对电梯物联网信息系统的安全问题进行了响应分析,旨在为相关行业提供一些安全技术和策略的参考。通过对电梯物联网信息系统的关键词进行深入探讨,并结合实际案例,分析了电梯物联网信息系统的安全隐患和可能带来的风险。在此基础上,提出了加强电梯物联网信息系统安全的对策和建议,以保障人们的安全与利益。

基于谐响应分析的扬矿泵安装位置的研究

取不同长度管道,以弹性约束代替升沉补偿装置作用,采用能量积分法建立管道的振动方程,使用有限元方法分析了扬矿泵安装在管道的不同位置时的动力学响应。结果表明,单载荷激励作用下,应力谐响应由小到大分别为:扭矩激励、波浪纵向激励、波流联合水平激励,三者联合且同相位激励时,系统谐响应显著增大;扬矿泵安装位置从高往低下降时,管道最大等效应力呈现由大到小、再由小到大的变化规律,最大等效应力的极小值所对应的扬矿泵位置为次优安装位置。根据特定长度管道的扬矿泵次优安装位置,建立了扬矿泵的次优安装位置经验公式,为扬矿系统的定量设计提供参考依据。

基于高阶动力格式的基底隔震结构地震响应分析

隔震支座在强烈地震作用下将产生复杂的动力响应,精确掌握地震响应行为及其规律是研发高质量隔震支座和进行隔震结构设计的基础。在进行结构地震响应分析,特别是非线性分析时,采用传统逐步积分方法以及低阶格式建立起的动力时程分析方法都难以达到高精度,而采用传统高阶时间积分算法则会出现计算过程繁琐,工作量大等情况。本文采用一种基于高阶动力格式的显式时间积分新式算法,应用于基底隔震结构的地震响应分析中。首先通过自由度凝聚缩减原理,建立设置隔震支座钢筋混凝土框架结构简化计算模型;同时采用隔震支座恢复力双切线本构模型构建基底隔震体系运动方程,并转化为状态方程;进而基于微分求积(DQ)原理编制高阶动力格式算法求解状态方程;最后分析一高层基底隔震结构,在高、中、低不同频率地震波下地震响应,验证该方法适用性。结果表明,①利用静态凝聚技术建立隔震结构模型,从而构建地震响应状态方程,是高阶动力分析方法实施的基础。②结构高阶动力分析方法仅通过矩阵乘法运算即可获得结构动力响应,可较好且高效地用于解决非线性地震响应分析问题。③将结构高阶动力分析方法应用于基底隔震结构,能获得隔震结构较为精确的分析结果。