柔性柱体结构涡激振动研究进展及难点

国内外学者关于亚临界区间单柱体或者多柱体结构涡激振动机理研究已经取得了很多成果,发展较为成熟。工程中大型柱体结构及其系统部分,甚至大部分运行工况都是在超临界、过临界区间,但目前国内外在超临界、过临界区间的柱体结构的涡激振动研究非常少。同时,站在大系统的角度,考虑系统各部件与柱体结构间多体耦合作用下的超临界、过临界涡激振动研究更少。本文以海洋立管、风力机柔塔为例,总结目前柱体涡激振动计算方法主要进展和难点问题,并针对涡激振动研究的发展趋势进行展望和提出解决难点问题的建议。

海洋柔性柱体涡激振动抑制装置研究进展

涡激振动是导致海洋柱体结构疲劳损伤的主要原因之一。海洋工程中大型柱体如海洋立管系统、Spar平台等柱体结构大多数运行工况都在超临界、过临界区间,但目前对于超高雷诺数涡激振动抑制装置的研究较少。本文概述涡激振动抑制装置的主要种类、设计方法以及研究进展和难点,并针对涡激振动抑制装置的发展趋势进行展望和提出建议。

硝酸机组的柔性柱初挠度对基础动力性能的影响

为研究高速硝酸机组启动过程中柔性柱初挠度对基础振动响应的影响,以新疆金圣150 000 t硝酸机组基础为研究对象。对其结构进行简化,应用达朗贝尔定理建立动力平衡方程。利用Simulink软件对柔性柱初挠度影响下的基础启动特性进行模拟分析。得出系统从启动至平稳运行过程中的位移、速度和加速度与初挠度的关系曲线图。结果表明基础位移振幅随初挠度增大,并降低动力稳定性和承载力;柔性柱初挠度小于0.4‰L时,基础振动速度和加速度振幅较稳定;柔性柱初挠度处于单层钢柱制作允许偏差范围内时,基础顶面控制点振动速度满足规范要求。

细长柔性波浪柱流致振动高保真数值模拟研究

波浪柱具有良好的减阻减振效果,在海洋工程和桥梁工程中应用广泛。为了研究低雷诺数均匀流下细长柔性波浪柱的流致振动特性,选取了3种不同波高的截面直径呈正弦变化的波浪柱,分别给予其驻波和行波的初始激励,对其动力特性和尾流特征进行分析,并与同等条件下的光滑直圆柱进行了对比。研究结果表明,柔性波浪柱在驻波和行波初始激励下的流致振动特性有很大差别:在驻波激励下,当波高≥0.2 D时,波浪柱振动得到了很好的控制,这主要归功于波浪柱的特殊结构防止了剪切层与强度较高的涡结构发生掺混,增大了漩涡生成长度;而在行波初始激励下,波浪柱的控制效果有限,局部雷诺数主导了结构响应、尾流模式和展向变化特征。

底层柔性柱隔震结构半主动控制研究

为减小隔震结构底部柔弱层的过大变形,提出了一种底层柔性柱隔震结构半主动控制体系。将结构底层柱设计成柔性柱,在底部填充墙与二层梁之间安装磁流变阻尼器,根据主动控制算法来适时调整阻尼器的阻尼力,对结构实施限位和耗能的半主动控制。建立结构振动模型,通过数值模拟分析该体系的振动特点和减震效果。研究表明,这种结构控制体系能有效减小结构的地震反应,隔震层位移减小50%以上,防止结构因底部位移过大而倒塌。隔震层刚度对减震效果有明显影响,层间刚度比应在隔震层位移、层间位移和加速度之间权衡考虑,并保证底层柱在大震下不发生失稳。在没有半主动控制条件的情况下,在隔震层安装固定阻尼耗能器件进行被动控制,也可减小底层位移30%以上。

钢筋混凝土柔性墩柱抗震性能的试验研究

柔性墩柱是桥梁工程中经常采用的墩柱形式之一。为了研究柔性墩柱的长细比和配箍率对柔性墩柱抗震性能的影响,我们进行了5根圆截面柔性墩柱的低周反复加载试验。本文主要介绍了试验过程,分析研究了其在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力。试验结果表明:配箍率不同的试件,极限承载力相当,配箍率越大,柔性墩柱的延性越好,耗能能力越强;长细比越大,试件的承载能力越差,滞回曲线越丰满,耗能能力越强。

柱式柔性墩隔震梁桥结构地震易损性分析

对柱式柔性桥墩刚度较小下部构件结构形式的中小跨径桥梁,利用铅芯橡胶支座双线性恢复力特性,通过调节桥梁下部结构整体刚度,改变地震力在不同墩柱间的分配可提升桥梁整体抗震能力。定义桥梁损伤的5种状态,归纳出以曲率延性判定5种损伤水平的量化指标,并与桥墩墩顶位移相关联。选典型桥梁建立有限元模型进行动力弹塑性分析,将隔震改造前后桥梁墩顶位移概率需求与地震易损性进行对比。分析表明,采用柔性桥墩的梁桥结构进行合理隔震改造后,只要保证隔震支座体系正常运行,桥梁整体在大震作用下的抗震水平可明显提升。

冰激柔性直立四桩柱结构振动的模型试验

为了探索冰激柔性四桩柱结构振动进程的控制机理,进行了低冰速、中冰速和高冰速下的室内动冰力模型试验.试验研究发现,冰激直立四桩柱结构稳态振动过程中的控制机理是冰与结构的相互作用.在前期关于单桩柱结构的研究中,提出了一个直接反映冰与结构相互作用水平的参数,即相互作用系数,该系数对四桩柱结构的动力效应同样具有明显的控制作用,当相互作用系数在20～45内时,四桩柱结构同样会在冰排的作用下产生剧烈的振动.

长细比对柔性桥墩柱滞回性能影响分析

该文指出柔性桥墩柱是桥梁工程中经常采用的墩柱形式之一,为了研究不同长细比柔性墩柱的滞回性能,进行了3根圆截面柔性墩柱的低周反复加载试验,分析了其在循环荷载作用下的破坏过程,滞回曲线,刚度退化,强度衰减和骨架曲线。试验结果标明:长细比越大,试件的承载能力越差,滞回曲线越丰满,耗能能力越强。

柔性液压挺柱全可变配气机构设计与优化

为了解决目前配气可变机构存在的机构复杂、性能不理想、成本偏高等缺点,设计了一种基于容积控制的柔性液压挺柱VVT(Variable Valve Timing)配气机构,分析了其结构原理,建立了活塞位移在不同转速和负荷下随曲轴转角变化情况的数学仿真模型,结果显示:该机构实现了低速或低负荷短行程、高速或全负荷长行程的控制方式。然后用直接测量法对其进行了气门特性试验,通过试验分析了该机构的动态特性、优缺点和主要性能参数。试验结果与仿真结果基本吻合,表明该机构具有同时改变气门升程和配气正时的作用,且高速响应性较好,成本较低,寿命较长,对车用高速发动机有一定的实际应用价值。

任意变截面单排柔性墩柱临界荷载的实用计算方法

就任意变截面单排柔性墩柱的屈曲稳定临界荷载问题,用能量法推导出其计算公式,并编制了PC——1500机的计算程序。

柔性传动柱装置及其在机械升降中的应用

介绍柔性传动柱装置的结构原理、工作方式、技术参数和性能指标以及柔性传动柱装置的应用案例。

试论直柱式柔性基础倾覆稳定设计

直柱式柔性基础是一种较为经济,受力更趋合理的基础形式,在输电线路工程中普遍使用。

柔性联柱器在单体液压支柱回采工作面中的应用

柔性联柱器在单体液压支柱回采工作面中的应用徐州矿务局庞庄煤矿秦学文长期以来，在单体液压支柱回采工作面，由于支柱的自动卸载，或因工作面进行爆破作业等造成倒柱打人，以及支柱倒入工作面运输机中，产生支柱下滑，甚至发生支柱打支柱伤人乃至造成大面积的倒棚冒顶事...

柔性单排桩柱式桥墩的稳定分析

本文就柔性单排桩柱式桥墩的支承条件进行了讨论，提出了用二阶阶梯形变截面杆等效桩基础作用，进而采用单排桩柱式桥墩的力学模型对其稳定进行了分析，并编制了计算程序。

500kV肇花线等截面斜柱柔性基础施工技术

肇庆至花都至博罗500kV送电线路工程，是国内第一条采用720大截面导线的同塔双回路输变电工程，由于铁塔吨位大大增加，首次采用等截面斜柱柔性基础。该基础施工工艺复杂，但满足基础承载力要求，减少了混凝土及钢筋的用量。本文主要介绍500kV肇花线等截面斜柱柔性基础的施工工艺。

论输电铁塔斜柱式柔性基础优化

采用斜柱式柔性基础,工艺复杂,承载力大,同时较传统基础节约50%混凝土方量,在满足设计前提下,可节省施工量,减少破坏植被。对输电铁塔斜柱式柔性基础的施工放样、开挖、基础浇制、养护、拆模等进行论述。

钢筋混凝土圆柱极限承载力试验及有限元分析

对3根含不同配箍率的圆截面钢筋混凝土柔性柱的极限承载力进行了试验研究,并采用ANSYS10.0中的SOLID65和LINK8单元模拟3个圆截面钢筋混凝土柱,得到3根柱的荷载-位移曲线。经分析比较,有限元模拟的极限承载力与试验值吻合较好。

车辆撞击桥墩近似分析方法及结构防护措施

车辆碰撞柔性桥墩往往产生严重后果,并可能控制设计。撞击过程一般很短暂,在仿真计算时必须考虑动力效应。墩柱的承载需求应考虑碰撞车辆、墩柱直接撞击区域刚度和撞击速度之间的相互作用。简化近似方法可仅限定与墩柱的响应有关,如果需要较为精确的计算,可采用有限元法进行。由比较分析得知刚性碰撞和柔性碰撞区别显著,且撞击质量的影响不大。为抵抗刚性碰撞作用,应考虑在柱子周围设置刚度较低的防护装置,可选择防护围栏或其他附加的防护结构。设计应考虑柱子自身防护或采用附加防护措施。

一种高稳定性重载升降系统设计与仿真分析

为满足中国第一架商用飞机C919地面指挥和信息采集要求,而设计了一种高稳定性重载升降系统。针对该系统的负载、压缩高度、举升高度及晃动量指标,通过对常见举升系统的分析,并结合其各自的优缺点,决定采用一种新的设计方法,即以柔性柱传动为基础,利用剪刀撑机构为导向,辅以折叠拉杆为限位预紧,同时增加斜拉杆来提高抗风稳定性。最终利用有限元仿真分析和过程试验,验证该升降系统是否能达到要求的性能指标。结果表明,所设计的升降系统能够达到相关性能指标,其通过对各组成柔性单元施加相互约束作用而提高系统整体刚性的设计理念切实可行。