轨道不平顺的时域模拟法

在推导将轨道不平顺功率谱密度的空间频域表示转化为时间频域表示的基础上 ,提出了采用遗传算法来进行时域模拟的最佳滤波器的设计方法 。

核级截止阀抗冲击性能数值分析

为确保对核级截止阀的抗冲击性能进行全面而准确的评估,以核级截止阀为对象,分别采用动力学设计法(DDAM)和时域模拟法在频域和时域上对核级截止阀进行抗冲击计算分析。首先计算截止阀分别在纵向、垂向和横向三个方向上的频域和时域冲击载荷,然后对截止阀的抗冲击特性进行仿真计算,得到截止阀三个方向上的位移及应力分布。两种方法计算结果表明,截止阀的阀体两侧拐角部位是截止阀在冲击载荷下的薄弱部分。同时,截止阀对冲击载荷的响应与冲击加载方向有很大关系,截止阀响应的特性都以横向响应为主,要对横向抗冲击设计重点考虑。

高层建筑地震作用计算的时域显式随机模拟法

目前我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中所推荐的振型分解反应谱法和时程分析法尚无法完全反映地震动随机性对建筑结构的影响,采用真正意义的随机振动方法计算复杂高层建筑地震响应的需求越来越迫切。结合新修订的广东省标准DBJ 15-92—2013《高层建筑混凝土结构技术规程》,全面介绍了结构地震作用计算时域显式随机模拟法的计算原理和实现方法,内容包括:1)通过迭代计算直接获得与现行规范反应谱完全等效的地震动加速度功率谱;2)给出基于精细积分和Newmark-β积分格式的结构地震响应显式表达式的构建方法;3)结合地震动随机过程的数值模拟,统计分析得到结构平均峰值响应。以广州西塔等4栋超高层和高层建筑为工程应用实例,显示了时域显式随机模拟法在高层结构抗震分析中的高效性和实用性。计算结果表明,时域显式随机模拟法和传统振型分解反应谱法的计算结果存在一定差异,最大差异可超过25%,反应谱法的内力计算结果普遍偏小。

建筑减震结构分析的层间剪力校准系数法

我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)推荐采用考虑附加阻尼比和附加刚度的振型分解反应谱法进行建筑减震结构地震作用效应分析。但附加阻尼比和附加刚度的确定存在近似性,亟待发展高效准确的减震结构分析方法。以减震结构为研究对象,建立了减震结构地震响应的时域显式表达式,实现了非线性减震装置恢复力(阻尼力)的快速迭代计算。结合蒙特卡罗模拟,通过地震响应平均峰值的计算获得了统计上准确的结构层间剪力,并将其与规范反应谱法得到的层间剪力进行对比,进而获得了各楼层的层间剪力校准系数,采用该校准系数对规范反应谱法计算得到的各楼层构件内力进行了调整。最后,针对三个建筑减震结构,分别采用层间剪力校准系数法和规范反应谱法进行地震响应分析,验证了层间剪力校准系数法在减震结构地震作用效应计算方面的高效性和准确性。

船用典型动力设备抗冲击性能评估研究

介绍了舰船设备抗冲击计算的动态设计计算法(DDAM)和时域模拟法,根据舰船动力机组各组成设备的结构特点,分别采用DDAM方法和时域加载法在频域和时域上对其进行抗冲击计算分析。计算分析结果表明,不同设备对冲击载荷的响应与设备本身的结构特点有关,且与冲击加载方向有很大关系。对于主汽轮机组和主减速齿轮装置,由于各个构件之间存在连接关系,螺栓、销钉及其连接结构的动态响应更为敏感。所得分析结论可以对开展舰船设备抗冲击计算分析以及新型舰船设备的抗冲击设计提供一定的参考。

船用主汽轮机汽缸冲击响应的计算与实验研究

目前船用大型设备的抗冲击性能研究主要采用数值手段进行仿真,而相关实验研究较少,数值计算的精度还不确定。为此以船用主汽轮机汽缸为研究对象,建立有限元模型,采用时域模拟法计算汽缸模型在冲击载荷作用下的响应;以计算结果为指导,在大型冲击振动台上进行扫频、冲击实验。将计算值与实验值对比验证,验证计算模型和方法的正确性,分析误差产生原因,评估结构的强度。研究表明:时域模拟法计算的结果比实验值有30%左右的误差;实验与数值计算相结合才能合理的对设备进行抗冲击分析。

舰艇发射装置抗冲击性能研究

为研究提高舰艇发射装置抗冲击性能,文章针对舰艇发射装置结构特点,分别采用静G法和时间历程法对其进行抗冲击计算分析。计算结果表明箱体与箱体及箱体与支架的连接处应力较为集中且发射装置对冲击载荷的响应与冲击加载方式和方向有很大关系。在同一冲击载荷下,结构响应特性以横向响应为主。所得分析结论可以对舰艇设备的抗冲击设计提供一定的参考。

舰载雷达TR组件冲击计算方法分析

为满足舰载雷达的关键部件TR组件抗冲击和轻量化设计要求,采用DDAM和时域模拟法分别对TR组件进行冲击计算分析。由计算结果可知,2种冲击计算方法得到的应力分布区域和危险区域基本一致,3个冲击方向上最大应力均位于其后侧导向销上,且应力值均小于相应材料的屈服强度,垂向冲击应力最大,时域模拟法计算应力值小于DDAM,但计算时间明显高于DDAM。此外,通过分析TR组件冲击应力分布情况,提出了结构优化改进建议。对于TR组件这种位于舰船桅杆区重量控制严格的舰载设备,建议采用计算精度高且计算结果完善合理的时域模拟法代替DDAM进行冲击计算分析。研究结果可为舰载设备抗冲击轻量化设计提供理论支撑。

建筑隔震结构地震响应计算的层间剪力校准系数法

隔震结构由于其优越的抵御地震能力而在实际建筑工程中得到了广泛的应用。针对建筑隔震结构,我国GB 50011—2010 《建筑抗震设计规范》所推荐的水平向减震系数法,通过引入水平向减震系数修正未采取隔震措施结构的反应谱法结果,间接获得采取隔震措施后结构的地震响应。该法具有较强的操作性,但其合理性一直受到工程界的关注。针对隔震结构的局部非线性行为,建立隔震结构地震响应的时域显式表达式,利用其降维列式优势实现隔震装置局部非线性自由度的高效降维迭代计算。结合随机模拟方法,统计获得非线性隔震结构在地震作用下的层间剪力。在此基础上,针对等效线性隔震结构反应谱法得到的层间剪力进行校准,获得各楼层层间剪力校准系数,然后采用该系数调整反应谱法计算得到的等效线性隔震结构各楼层的构件内力。采用所提出的层间剪力校准系数法和规范推荐的水平向减震系数法,对两个基础隔震结构进行地震作用效应分析,结果表明所提出方法能有效提高隔震结构地震响应的计算精度。