缩比模型试验中弹性散射波的相似性分析

对处于无限水介质中、材料分别为钢和铝的弹性平板中广义Lamb波的频散曲线进行了理论推导和计算,并得到吻合频率.分析结果表明:原型目标在一般声呐频段出现的弹性散射波可能是外壳和内壳的s0波,但其强度很弱;在鱼雷声呐自导频段可能是外壳和内壳s0波和微弱的内壳a0波.在缩比模型试验中为保证弹性相似,要求缩比模型与原型目标的材料相同和频厚积相等.

无砟轨道箱梁系统振动试验相似模型的设计与校验

为探究弹性力相似律在无砟轨道箱梁系统振动试验相似模型设计时的适用性,从理论上分析多层结构及其模型间的耦合相似关系,发现不同材料属性结构层间存在耦合效应;以双层结构为例,探讨当某一结构层几何尺寸大于另一结构层时,原型与模型间耦合关系的变化规律;以10∶1为几何比尺,依据弹性力相似律,制作无砟轨道箱梁系统相似模型;通过自由模态测试和有限元数值分析,校验相似理论及模型的正确性。结果表明:当某一结构层在荷载方向上的几何尺寸远大于其他结构层时,按该结构层材料属性导出的相似关系近似等于原型与模型间的耦合相似关系;无砟轨道箱梁系统可依据弹性力相似律设计其相似模型,相似关系只需按箱梁材料属性导出,且制作的相似模型可较为精确地反映原型结构的振动规律,最大误差为4.02%。

轨道-箱梁耦合振动模型试验设计与验证

为研究基于模型试验的轨道-箱梁耦合振动反演方法,从理论上探讨多层结构层间耦合相似关系,根据弹性力相似律和相似π定律,设计、制作几何相似比为101的轨道-箱梁耦合相似模型,分析轨道板密度和弹性模量、扣件刚度、CA砂浆层刚度等参数对系统相似性的影响。通过模态试验、有限元法验证模型设计的正确性及原型与模型间的相似关系。结果表明,通过模型试验方法,依据模型与原型间的相似关系反演现场不同工况条件下的振动水平;当某一结构层在荷载方向上的几何尺寸远大于其他结构层时,依据弹性力相似律,原型与模型间的耦合相似关系可由箱梁材料参数导出;轨道板密度及弹模变化,对结构前五阶模态影响误差最大为0.033%;在200~500 Hz范围内,扣件刚度、CA砂浆层刚度变化对箱梁振动加速度的最大影响分别为2.542%、4.326%。

地震荷载作用下海上风力机结构动力模型试验

综合考虑弹性相似律和佛劳德数（Fr）相似开展固定式多桩基础海上风力机结构动力模型试验,研究海上风力机整体结构在地震、风、波浪及海流单独及联合作用下的结构动力反应。运用ANSYS建立试验模型的有限元模型,将实测的地震波、风荷载和波高时程等荷载条件施加于数值模型,开展动力时程反应分析。通过试验数据与有限元结果的对比分析得出,在进行地震荷载作用下海上风力机结构动力反应分析时,需要考虑风、波浪等荷载因素的影响;地震、风、波浪荷载之间的耦合作用对结构内力反应具有显著影响,特别是当设计地震峰值加速度较小时,风与波浪荷载作用下的结构内力反应与地震荷载作用时效果相当。

海上风机整体结构动力模型试验设计

基于弹性相似律和佛汝德数(Froude)相似得到水弹性相似律,并考虑弯曲刚度相似,给出海上风机整体结构各参数原型和模型之间的相似关系。以NREL 5MW基准风机和5桩基础结合建立的海上风机整体结构为背景,根据相似律完成海上风机整体结构的模型设计。使用SACS软件分别建立海上风机原型和模型的数值模型,开展动力特性和在风机荷载作用下的结构响应分析,依据数值分析结果进行相似律的验证。

飞来峡溢流坝结构流激振动

推导了溢流坝结构的水弹性相似条件，提出了多相水弹性相似模拟技术，使水流运动－砼结构与金属结构振动，以及水流与结构、结构与结构的耦合作用，同时满足水弹性相似要求。通过水工模型、结构模型及水弹性相似模型，全面地研究了水流流态、结构动荷载、结构动特性、流激结构振动情况，以及抑振措施。

海上电气平台动力模型试验设计

为了满足海上大型风电场的开发需求,有必要建立系统的海上电气平台设计和安全评价体系,其有效性需要通过海上电气平台整体结构动力模型试验进行验证。联合考虑弹性相似律和弗劳德数(Froude)相似得到水弹性相似律,以水弹性相似律为基础得到电气平台各参数之间的相似关系,完成海上电气平台整体结构试验模型的设计。在海上电气平台动力模型试验中引入水弹性相似律保证了结构原型与模型间的动力特性以及水环境的相似关系;并通过引入牛顿相似律对冰荷载进行了相似转换。采用海洋平台分析软件SACS分别建立海上电气平台原型和模型的有限元数值模型,开展原型和模型结构响应分析和动力特性分析,同时依据数值分析结果对水弹性相似律进行了验证。

地震作用下海上风电联接变压器动力模型试验

海上风电联接变压器作为海上风电场的主要设备,其抗震安全性关系到海上风电场的平稳运行。针对海洋平台—附属电气设备在地震作用下的动力传递过程及楼层反应谱研究,以及电气设备的动力响应特性和自身薄弱部位研究,开展了变压器1∶10模型比尺的振动台模型试验研究;模型试验与数值仿真分析结果的对比表明,海洋平台的动力特性会显著影响传递至设备底部的地震加速度的低频部分;结构的应力薄弱部位发生在储油柜下方支架处。基于弹性相似的振动台缩尺模型试验可以反映原型结构的地震动响应特性,为附属设备的抗震反应谱研究提供依据,可以直接展示抗震薄弱环节。

均布外压下复合材料球壳脱层跳跃屈曲研究

本文提出了一种研究均布外压下复合材料球壳内表面薄层脱层屈曲特性的理论方法,基于弹性相似性原理建立了复合材料球壳受压内表面脱层跳跃屈曲的模型,采用非线性大挠度理论建立了脱层屈曲的控制方程,分别研究了初始状态含脱层和不含脱层的复合材料球壳的脱层屈曲特性,得到了两种情况下脱层屈曲临界载荷的表达式,讨论了脱层厚度、脱层位置、脱层大小对脱层临界屈曲载荷的影响。结果表明:对于初始状态靠近内表面存在脱层的复合材料球壳,如果脱层厚度很薄,在压力达到一定值时,内表面的脱层区域将发生跳跃屈曲,其屈曲的挠度远远大于脱层的厚度,屈曲的临界载荷随脱层大小的增大而增大,且与脱层厚度几乎成正比;对于初始状态不含脱层的受压复合材料球壳,在靠近其内表面区域存在一个位置,其对应的脱层屈曲临界载荷为最小,最有可能脱离球壳整体,发生跳跃屈曲;如果层间强度不足,该脱层还有可能进一步地扩展,从而导致薄层大面积地脱离整体,降低结构刚度。

悬浮隧道整体结构行为机理试验研究2:详细设计

在“概念设计”的基础上介绍了悬浮隧道整体结构行为机理试验的详细设计,旨在细化设计方案,指导机理试验的开展。基于重力相似准则同时考虑弹性相似方法,详述了悬浮隧道模型制作及试验方案的设计,主要包含模型制作与安装、试验物理量测量布置以及外部水动力环境加载等的具体实现过程。文章首次揭露机理试验详细设计内容,明确试验结果与实际工程的相关性,为机理试验开展提供具体实施方案。

地震荷载作用下海上电气平台动力模型实验

基于水弹性相似律,完成相似比尺为1∶30的海上电气平台结构动力实验模型的设计。以实测地震动和人工合成地震动作为激励,开展不同地震波作用下的结构动力模型实验。运用ANSYS开展地震荷载作用下的结构动力时程响应分析。通过实验数据与有限元结果的分析对比得出,在较小地震荷载作用下,结构反应极值与地震峰值加速度之间表现为线性关系。随着地震峰值加速度的增加,水-结构的非线性效应不断增强,导致结构反应极值呈现出非线性变化趋势。因此在极端地震荷载作用下,水-结构的非线性影响不可忽略。由结构的频域反应可知,结构的频域响应与结构自身的动力特性和激励地震波的频谱特性密切相关。

重读《单室梯箱畸变计算》

对文献[1]中的主导公式进行了梳理,并在其中增补了可以用来分析具有双层桥面、单室梯形箱梁畸变的几何参数,然后建立了用弹性地基相似梁法分析畸变的计算模型。通过两个示例表明,作这样的调理,不但可以大大节省计算时间,而且还扩大了文献[1]的应用范围。