考虑地层横观各向同性的地铁临近环境减隔振超结构

基于能带理论的减隔振超结构由于其禁带特性而受到了广泛的关注,其中局域共振禁带对小尺寸结构实现低频减隔振具有重要意义,并被应用于地层土体表面波和体波减隔振。然而目前绝大多数研究集中于各向同性土体。考虑地层土体横观各向同性,研究二维橡胶-混凝土超结构对地铁振动的减隔振特性,对比分析了混凝土半径、橡胶厚度和土体各向异性对超结构全向禁带的影响。在此基础上建立不同方向透射和全尺寸透射模型,验证了弹性波在超结构禁带频率内能够有效衰减。探索了土体各向异性对减隔振超结构性能的影响,能够为地铁临近环境减隔振设计和分析提供参考及指导。

热环境下金属橡胶隔振结构的耗散特性及参数识别

由于金属橡胶的耗散特性对温度非常敏感且显著影响隔振性能,因此,开展热环境下金属橡胶隔振结构的耗散及参数识别研究十分重要.本文设计了一种双层金属橡胶隔振结构,研究了环境温度对该隔振结构耗散特性的影响规律,基于试验数据建立了金属橡胶双层隔振结构的非线性本构模型.首先,在不同温度下对该隔振结构进行了一系列耗散特性试验,绘制了隔振结构在各工况下的耗散特性曲线,计算了隔振结构的耗散系数、耗散能量以及最大变形势能,分析了温度、振幅、频率对金属橡胶双层隔振结构耗散特性的作用规律.然后,使用非线性最小二乘法对隔振结构的参数进行了识别,建立了该金属橡胶隔振结构的非线性泛函本构模型,准确预测了隔振结构在各工况下的耗散特性曲线.

基于隔振结构的微型振动机器人设计与实验

为了增强振动机器人的运动性能,设计了一种基于隔振结构的振动驱动机器人。该机器人结构主要由机器人主体、隔振结构和驱动足组成。首先,设计了2种不同的隔振结构,通过理论分析进行对比;然后,介绍了振动驱动的运动原理,由振动电机产生的离心力进行驱动;最后,制作了振动机器人样机并且进行了实际测试,通过对机器人的直线运动、旋转运动、不同地形上的运动、越障和负载进行测试,对隔振结构进行了性能对比,选取了性能更加优越的Z型隔振结构,同时对机器人的性能进行了评估,它在玻璃上的最大速度为181.34 mm/s,能够承载高达300 g的负载,这说明了所设计的隔振结构的有效性,为振动机器人的设计提供了新的思路。

基于全局灵敏度的高效一体式隔振超结构不确定性分析

以控制力矩陀螺等为代表的航天器执行机构能产生微扰振,后者直接影响光学荷载的成像精度和航天器关键部件的寿命,从而降低航天器的核心性能。一体式隔振超结构展现出了优异的隔振性能,但是由制造误差带来的几何不确定性会影响其隔振频带和隔振效果。该研究提出一种基于全局灵敏度的高效不确定性分析方法,能够在隔振超结构设计过程中准确地量化由制造误差带来的隔振性能偏差。首先,将高阶的稀疏点区间切比雪夫多项式展开与基于方差的Sobol’灵敏度指数相结合得到一种高效的全局灵敏度分析方法。该方法与传统蒙特卡洛灵敏度分析方法相比计算效率提高了三个数量级。其次,通过忽略全局灵敏度指数较小的区间变量,大大减少了由复杂单元组成的超结构不确定性分析的工作量。最后,进行了不确定性灵敏度分析方法的试验验证。结果表明,所提出的基于全局灵敏度的不确定性分析方法可为隔振超结构的设计与制造提供高效指导。

基于全寿命效费比的地铁上盖隔震(振)结构优化设计方法

隔震(振)技术是提升地铁上盖建筑抗震性能和舒适度的有效措施,优化此类结构设计方法具有现实意义和紧迫性。提出了适用于地铁上盖隔震(振)结构的全寿命效费比评估模型;采用基于结构响应的全寿命评估方法,研究了周期比、质量比、隔震层刚度及阻尼等关键结构参数对地铁上盖隔震(振)结构效益的影响;基于遗传算法提出了地铁上盖隔震(振)结构优化设计方法。研究结果表明:增加隔震层后结构地震损失主要集中于下部结构,上、下部结构质量比越大地震损失越小;上下部结构周期比越大,地震损失越小;隔振层刚度与隔振效益呈正相关;采用提出的优化算法对原型结构优化后,地震损失费用可减小30%,竖向振动加速度级可减小2 dB,验证了该方法的可行性。

振动激励下隔振结构传递损失分析

利用Sap2000对某采用螺旋钢弹簧隔振的结构建立有限元模型,采用Linear单元模拟螺旋钢弹簧隔振器。使用地铁实测信号对结构进行时程分析,得到结构的动力响应。基于时程分析结果,采用Matlab对隔振结构进行振动传递损失分析。结果表明,地铁振动的主要频带为30Hz~80Hz;螺旋钢弹簧隔振结构竖向基频可设计低至3.2Hz;在地铁振动的主要频带,钢弹簧隔振结构对振动的传递损失值可达20dB以上,上部结构的振动响应明显减小。

二维周期排桩隔振技术应用于兰州中川国际机场的初探研究

为了克服传统隔振技术因需要在基础与地基之间埋置隔振装置从而削弱结构的整体性和限制隔振装置的更换等方面的不足,立足于屏蔽弹性波的新思想,基于周期结构的通禁带,采用数值模拟手段研究二维周期排桩结构的带隙特性及其对禁带频段内弹性波的抑制作用,并探讨将这种隔振新技术应用在兰州中川国际机场的新建航站楼与跑道之间来实现隔振时结构设计参数的选取规律。研究发现,对于相对刚度而言,在所选择的材料中,外层散射体钢和内层散射体混凝土及土体所组成的胞元具有最宽的弹性波衰减范围;减小晶格常数增大填充率或者构造含有两种晶格常数的胞元结构可获得更宽的弹性波衰减范围。研究结果可为中川国际机场的周期性排桩设计提供理论指导,从而精准地实现工程结构物的隔振需求。

双层隔震梁结构关键施工技术

以北京市城市规划设计研究院新建业务综合楼为载体,针对狭窄环境下核心筒结构隔震支墩、地下结构劲性双层隔震框架梁、超高隔震沟外墙等关键施工部位,合理地进行隔震支座与主体结构的节点深化,优化隔震支座与框架结构的连接工艺措施,调整隔震沟外墙与支护结构的施工工艺,重视韧性结构关键节点的质量与安全,取得了良好的技术经济效益,值得类似项目借鉴。

大底盘框支-剪力墙结构振动控制分析

地铁下穿运行引起的振动会通过结构体系传导致上部结构,影响上部结构的正常使用。以某12层地铁上盖建筑住宅作为研究背景,采用该地铁线路实测振源,建立整体有限元模型,进行柱底激励,并根据相似工程进行振动影响修正,得到各层的振动分析结果,在未设置减振措施下,住宅楼层板Z振级超过限值要求。钢弹簧作为目前最为可靠、有效的减振手段被大量的应用于有减隔振控制要求的建筑中。采用在裙房顶、住宅底设置整体钢弹簧隔振措施,得到采取该措施后各建筑层的减隔振效果,结果表明钢弹簧有很好的减振效果。

某超长隔震结构建造过程非载荷变形模拟与监测

以江苏省某高校超长现浇钢筋混凝土框架结构为研究对象,运用数值模拟和现场实测的方法,综合分析超长隔振结构在温度和混凝土收缩作用下的变形规律。研究结果表明,温度和混凝土收缩作用对隔震结构支座为位移影响较大,且影响最大的位置为结构长度方向左右两侧位置处的支座,隔震支座的位移在超长结构长度方向大致呈对称变化规律,而在宽度方向则呈现梯度变化规律;温度和混凝土收缩作用对隔震结构楼板的位移影响不可忽视,且隔震楼板的位移变形规律与隔震支座的水平位移分布规律并不一致;橡胶支座的模拟值和实测值的变化规律与温度的变化趋势基本一致,呈现明显的波峰波谷变化,数值模拟得到的支座水平位移曲线与现场实测值较为一致。

组合隔震结构的振动控制研究

提出了一种新的混合振动控制体系———组合隔震结构振动控制体系,推导了其振动及控制方程,并研究了其振动控制性能。研究结果表明:组合隔振结构振动控制体系能对结构地震响应进行有效控制。

单自由度结构的磁流变阻尼顶层隔振

提出了应用磁流变阻尼装置的顶层隔振控制方法.首先,对小质量比TMD的控制理论进行了深入研究,将最优TMD参数的计算公式推广到大质量比范围.以大质量比TMD控制的减振机理为基础,对顶层隔振结构的动力特性进行了研究,对参数影响进行了分析,建立了合理的顶层隔振结构体系;其次,引入磁流变阻尼器对顶层隔振结构的隔振层进行控制,避免TMD控制范围较窄和隔振层变形过大等弱点;最后,对单自由度结构进行了顶层隔振控制.理论分析结果证明:以大质量比TMD理论为基础的顶层隔振控制方法是有效的,结合了磁流变阻尼器的控制后可以避免这种方法的一些弱点,在不增加结构自重的前提下,能够保证结构良好的控制效果,隔振层的位移和结构层的加速度都得到较好的控制,控制效果达到30%左右,以磁流变阻尼器半主动控制效果最好.

同高宽比弹塑性隔振建筑结构的抗震性能试验研究

研究以某同高宽比弹塑性隔振建筑结构为工程实例,采用SAP2000软件构建了同高宽比弹塑性隔振建筑结构的有限元模型,并进行了模型材料和相应参数选取;在此基础上,利用循环侧推分析隔振建筑结构中各构件的内力及变形情况,建立隔震建筑结构损失模型,同时为了提高其抗震性评估精准度,采用动力弹塑性顶层位移情况反应隔震建筑结构的抗震性能。工程实例分析结果表明,普通建筑结构主要控制层间位移响应,无论是在8度频发地震作用下还是在8度特大地震作用下,隔震建筑结构的顶部加速度响应均远远小于普通建筑结构,且仍然处于完全弹性工作状态,结构构件并未发生破坏,保证了建筑内部人们的生命财产安全,同时便于震后快速修复,相比于普通建筑结构,同高宽比弹塑性隔振建筑结构的抗震性能更优。

多自由度结构的磁流变阻尼顶层隔振控制

提出了应用磁流变阻尼装置的多自由度结构顶层隔振控制方法。首先,以大质量比TMD控制的减振机理为基础,对顶层隔振结构的动力特性进行研究,建立合理的顶层隔振结构体系;然后,采用磁流变阻尼器对顶层隔振结构的隔振层进行被动和半主动控制,以避免其控制范围较窄的缺点;最后,对三自由度结构进行顶层隔振控制时程分析,得到了比较理想的控制效果。

平行多级方钢隔振结构的研究

研究了平行设置多级方钢隔振结构的隔振效果。首先,建立了平行方钢隔振结构的理论模型,简单介绍了振动波在多级方钢之间的传播规律。然后用有限元软件模拟计算了加多级方钢隔振后的结构振动水平,通过比较分析,得到了多级方钢的隔振效果和振动能量在其间的传播规律。

电子设备随机激励下双层隔振结构参数优化

本文讨论了在白噪声激励下双层线性系统的结构参数对隔振性能的影响。给出了最佳配置结构参数的方法。可供双层隔振系统结构设计时选择结构参数(质量、刚度、阻尼)的参考。

基于沟槽橡胶复合结构的高速列车受电弓隔振降噪研究

采用沟槽橡胶复合隔振结构降低受电弓振动引起的车厢噪声。高速列车运行中,受电弓与电网接触并产生振动,振动传递至列车车厢后将引起车厢内部噪声。通过对弓网系统进行简化,建立弓网耦合系统的动力学模型,并预测列车在360 km/h车速下受电弓对车厢的激励力频幅特性。计算结果显示,受电弓对车厢的激励幅值随着频率的增加逐渐降低,低频激励力幅值接近200 N,高频激励力幅值在100 N以上。对比沟槽橡胶复合隔振结构、纯橡胶隔振结构及无沟槽橡胶复合隔振结构在30~2000 Hz范围内频幅特性,对比结果显示,沟槽橡胶复合隔振结构在中低频范围内具有更低的响应。借助边界元法,将预估得到的相关激励力频幅设定成输入内容,分析一定观测平面中30~2000 Hz区间中的声压曲线。计算结果显示,沟槽橡胶复合隔振结构能够将车厢内的噪声平均降低约20 dB,具有明显的降噪效果。

立式泵固有频率分析及隔振结构研究

本文应用自行开发的计算机程序 ,计算了几种立式泵的六个自由度的固有频率 ,数值计算的结果显示了立式泵的高度及其安装尺寸的变化与其固有频率之间的关系 ,并分析了不同安装尺寸的隔振效率。最后 。

大容量汽轮发电机的新型定子隔振结构

为减少大容量汽轮发电机的定子铁心传到机座和基础的振动,提出一种新型的两侧整长卧式弹簧板隔振结构。应用ANSYS有限元方法对定子机座进行了振动分析,并用经典计算方法对弹簧板的强度进行了计算分析。结果表明,该隔振结构能满足振动和强度的设计要求,为大容量汽轮发电机类似定子隔振结构的设计提供了参考。

软管隔振结构在噪声控制中应用的研讨

由膜和板自由振动的理论分析,可以证明布质或软橡胶质制造的连接管比普通金属刚性管隔振降噪效果提高10～20dB以上。但在设计手册及现有的书刊中未见有量化设计和运用技巧方面的介绍。软连接一般存在透声问题,只要合理运用也可化害为利。这取决于对安装位置和尺量的合理选择。当选择利用其透声时,管长L应不小于管径d;如需避免其透声时,应取L≤d/4。