基于悬置纵向耦联效应的驾驶室系统俯仰振动抑制研究

载货车驾驶室俯仰振动极易引发坐骨神经痛和颈椎病等驾驶疾病,严重困扰着驾驶员正常生活.本文研究一种基于悬置纵向耦联抑振效应的新型驾驶室悬置系统,以实现驾驶室系统俯仰振动有效抑制.详细阐述驾驶室纵向耦联悬置系统构型及其耦联抑振效应产生机理,建立考虑悬置纵向耦联的驾驶员-座椅-驾驶室系统动力学模型并验证其有效性;探明耦联悬置参数对振动响应影响规律并提出了俯仰抑振参数匹配方法,继而基于实例对比分析驾驶室纵向耦联悬置系统抑振效能.结果显示,与驾驶室无耦联悬置系统相比,采用耦联悬置后随机路况下驾驶室俯仰、驾驶员头颈俯仰及纵向加速度均方根均减小28.0%以上且驾驶室、座椅及驾驶员各器官垂向加速度均方根均减小约2.0%,表明所提出的悬置系统能在保证垂向舒适性前提下实现驾驶室系统俯仰振动的有效抑制,明显提升驾乘舒适性.

金色链霉菌代谢与胞外多糖降解消耗耦联效应的研究

以淀粉为主要碳源的金色链霉菌发酵过程中 ,研究了细胞分泌的淀粉酶的淀粉降解产物 .二糖是淀粉酶的主要产物 .发酵过程中 ,胞外淀粉酶的活性同细胞的生长耦合 ,在对数生长期 ,酶活和细胞的笔生长速率达到最大 ,分别为 0 .12g·L- 1 ·min- 1 、2 .4g·L- 1 ·h- 1 .胞外多糖浓度对淀粉酶活力。

强震下输电线路的塔-线耦联效应及方向耦合效应研究

强震下输电线路塔-线耦联效应和方向效应,为大跨输电线路的地震响应机理及抗震性能研究的关键。以某9度地震烈度区一典型耐张段塔-线体系为分析对象,采用非线性时程分析法,考察了单向地震作用下塔-线体系的地震效应系数及耦联效应系数。结果表明：纵向和竖向地震作用下,地震效应及导线的耦联效应显著,尤其对于耐张塔和直线杆塔的瓶口部位,设计中应予以重视。另外,通过将塔-线体系在单向地震作用下与三向地震共同作用下的动力响应进行比较,考察了塔-线体系在多向地震作用下的方向耦合机制。研究表明,多向地震作用下,塔-线体系的杆件应力在三向振型之间存在一定的耦合效应,采用CQC法具备一定的精度。

考虑扭转效应的全直桩码头动力简化计算方法

基于基桩+刚性平台空间简化计算模型,在考虑扭转效应的情况下对全直桩码头结构抗震响应进行分析,提出在水平地震荷载作用下全直桩码头整体结构简化计算方法。通过与水运规范法、有限元法进行对比分析,验证所提算法的合理性。结果表明,该算法的计算精度可以满足结构设计分析的需要,能合理反映结构平动扭转耦联效应。当结构平面质量中心与刚度中心不重合时,应采用平动扭转耦联振型分解法计算地震作用及其效应。地震方向平行于结构平面刚度中心与质量中心的连线时,平台不产生扭转;地震方向垂直于刚度中心与质量中心的连线时,平台扭转效应最大。

双向偏心结构扭转耦联地震反应的序列最优控制

本文分析了不对称建筑结构平移-扭转耦联振动的动力特性及地震作用下的响应;根据地震动输入结构的过程,推导出一种更为一般的最优控制算法,所获得的控制力表达式同时包括地震响应和地震激励。通过对一非规则四层框架结构的扭转耦联地震反应控制分析表明,该算法不仅能有效地控制结构的平移地震反应,而且更有效地抑制结构的扭转耦联地震反应。

平面不对称结构非弹性地震反应分析的平扭耦联Bouc-Wen模型

综合考虑强度退化、刚度退化、捏拢效应等典型滞回特性的影响,建立了双向地震作用下平面不对称结构非弹性地震动力响应分析的平扭耦联Bouc-Wen模型。该模型采用圆形屈服面来描述双向抗侧恢复力之间的耦合效应,而采用锥体或球体屈服面来描述双向抗侧和抗扭恢复力之间的耦合效应,并结合69条强震记录,定量地分析了平扭耦联效应对平面不对称结构地震延性需求的概率统计特征的影响。计算结果显示:球体屈服面比锥体屈服面更能合理描述双向抗侧恢复力和抗扭恢复力之间的耦合效应;地震延性需求的均值随着规一化屈服强度和非耦联平动自振周期的减小而增大。当非耦联平动自振周期较大时,地震延性需求的均值的对数与规一化屈服强度的对数近似成线性关系。平扭耦联效应可以明显增大地震延性需求的变异性,当非耦联平动自振周期和规一化屈服强度较小时尤为明显。

高压输电塔-线耦联体系的实用简化抗震计算方法

在现阶段的输电塔线体系抗震设计计算中均不考虑导线对塔的影响,然而大量的研究表明,按照现行《电力设施抗震设施规范》设计的高压输电塔线体系在强震作用下是偏于不安全的。根据5个实际工程,分别建立了高压输电塔线体系的三维有限元模型,并且考虑导线的几何非线性,以模拟两者间振动耦联效应的模型,进而验证输电塔-线耦联体系的简化抗震计算方法。分析结果表明,在纵向振动下,塔线耦联体系有限元模型结果与简化方法计算结果吻合得比较好,最大平均误差在5%以内;在侧向振动下,塔线耦联体系有限元模型结果与简化方法计算结果相差稍大,但最大平均误差也仅约为8%,由于某个输电塔共振引起的,这样的误差在实际工程中是完全可以接受的。最后,这些结果可供编制有关输电塔体系的设计规范提供参考。

土-偏心结构平扭耦联弹塑性反应参数全过程分析

为了了解在强震作用下偏心结构平扭耦联效应,对土-偏心结构相互作用体系进行了平扭耦联弹塑性反应参数弹塑性分析。本文建立考虑SSI的单层单向偏心结构模型,将地基土假定为弹簧,通过拉格朗日能量法推导了结构体系的动力特性方程,采用静力弹塑性(Pushover)分析方法,利用MATLAB软件编程,分析了土体和结构均由弹性到弹塑性的变化对相互作用体系和上部结构的影响,以及体系由弹性到弹塑性平扭耦联效应的变化过程,发现土体由弹性进入塑性对体系的动力特性影响很大,并且得到了相互作用体系相对振型频率随扭平频率比和偏心率的变化规律。

1000kV特高压输电塔线体系风荷载传递机制风洞试验研究

为研究输电塔线体系的风荷载传递机制,以皖电东送淮南—上海输变电工程1000kV特高压送电线路中的直线钢管塔为设计原型,在同济大学TJ-3风洞试验室进行了输电塔–八分裂导线五塔四线耦联体系完全气弹模型风洞试验,测得了体系的加速度和位移响应。采用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器,测得了塔身主材、导线及绝缘子在风荷载作用下的动应变。通过对不同风攻角、流场及风速工况下塔线体系动力响应数据的统计与分析,总结出了导线、绝缘子和输电塔风致振动规律;通过功率谱密度分析,揭示了输电塔线耦联体系的风荷载传递机制。研究结果表明,塔线体系风致振动呈现强非线性耦合作用,导线及绝缘子的振动对输电塔具有重要影响,随着风速的增加,导线高阶振型对能量的贡献增大。

妈湾跨海大直径盾构隧道纵向抗震分析

利用广义反应位移法开展妈湾跨海大直径盾构隧道纵向抗震分析。采用黏弹性边界方法建立纵断面有限元模型,结合地震动输入的等效节点力方法和土体等效线性方法,求解安评波作用下,妈湾隧道全域场地的非线性地震响应。采用梁单元模拟盾构隧道管环,弹簧单元模拟盾构隧道环间螺栓,建立盾构隧道纵向抗震计算的三维梁-弹簧模型。考虑轴向和横向水平地震动耦联效应,进行盾构隧道的纵向抗震计算。研究对妈湾跨海大直径盾构隧道抗震设计具有一定参考价值。

输电塔线体系多因素风致动力响应分析

目的研究塔线耦联效应、几何非线性和线路初始张力对塔线体系动力响应的影响,并揭示各因素作用下塔线体系动力效应演化机制.方法运用ANSYS软件建立精细化仿真模型,对比简化模型和三塔四线模型在风荷载作用下的动力响应;对不同呼高的铁塔进行静力pushover分析,研究几何非线性对铁塔抗风承载力的影响以及线路初始张力的变化对塔线体系动力响应的影响.结果塔线耦联效应对塔顶位移和杆件应力的均值响应影响很小,对其均方根影响很大;当铁塔高度大于40 m时,是否考虑几何非线性所得结果相差达到25%以上.结论简化模型只能反应输电塔位移和应力的均值响应,利用塔线耦联模型才能得到真实的动力响应;几何非线性对铁塔抗风承载力的影响随塔身高度的增加而增大;导地线初始张力的变化对其动力响应影响很小,可忽略不计.

台风作用下输电线路风振系数及抗风性能研究

为研究良态风与台风作用下的输电线路风振系数,以广东省国古线一铁塔为原型建立了有限元模型,采用谐波叠加法模拟了台风风场,并开展了动力分析.首先,对比了5种国内外设计规范的风振系数计算方法,发现各规范均未单独考虑台风的强脉动特性;然后,基于惯性力法获取了铁塔风振系数并揭示了塔线耦联效应的影响.最后,利用生死单元法定量评估了两种风场下输电线路的抗风性能.结果表明:台风的高湍流特性导致顺风向风振系数大于良态风对应值;导线可增大铁塔横风向基频,并使铁塔振型由单塔的弯曲型变为塔线体系的弯剪型,塔线体系横担处风振系数大于单塔;湍流度从0.14提高至0.20,临界倒塌风荷载降低约11%.因此,台风多发地区的输电塔设计应适当提高湍流度取值,必要时还应考虑塔线耦联效应.

全直桩码头结构振型反应谱抗震分析

针对全直桩码头结构形式,以国外某码头工程为研究对象,采用振型分解反应谱法对不同水平地震方向激励进行纵横轴不对称结构动力响应分析,探讨了在不同水平地震方向作用下桩基结构位移和内力的变化规律。计算结果表明:结构平面质量中心和刚度中心不重合时,水平扭转效应对结构受力影响明显,结构地震作用及其扭转耦联振动效应可采用振型分解反应谱法计算;在水平地震作用下,全直桩码头结构的近陆侧桩承担的水平地震力最大,边桩比中间桩群承担了更多的水平地震力,设计中应重视边角桩的受力情况及调整桩基布置形式来减小扭转产生的不利影响。

复杂软土盾构隧道纵向抗震分析

以天津Z2线盾构隧道工程为实例,基于ABAQUS有限元软件,建立三维梁-弹簧模型模拟盾构隧道,采用反应位移法对盾构隧道进行纵向抗震分析。根据盾构隧道接头实际情况,计算环间接头弹簧刚度。将地震作用下的自由场最大水平位移幅值,以简谐波的形式施加到盾构隧道轴向和横向。提出一种同时考虑轴向和横向水平地震动耦联效应的方法,通过调整轴向和横向(1/0.85或0.85/1)位移幅值的组合,求解了4种工况下盾构隧道的内力和接头张开量。通过对结果进行比较分析,得出一些对抗震设计具有参考价值的结论。

长春理工大学科技大厦结构设计

长春理工大学科技大厦为双塔连体高层建筑。本文介绍了该工程结构设计中针对其弧形平面、高位连体等特点所做的关于平扭耦联地震效应、双塔连体受力特性等方面的各种对比分析,并介绍了弧形混凝土箱梁施工等方面的内容,供类似工程设计参考。

连体构架避雷针风振计算的简化方法

为简化构架避雷针风振时域计算从而有效降低计算耗时,以单跨和三跨构架避雷针结构为例,根据构架体系的结构特性和风振特点,提出一种简化计算方法,即对每个塔架单独建模并考虑结构刚度和质量系统的一致性和横梁荷载的等效加载,从而对每个塔架单独进行动力计算,并对这种简化方法的合理性进行了验证。研究发现,构架避雷针的频率较小,风振效应较为显著,但在各方向均以一阶振型为绝对主力;构架避雷针的塔架在平面外的荷载耦联效应极小,平面内也仅表现有位移均值的耦联效应:这两个结构特性也为风振简化计算提供了便利。对每个塔架的简化模型,通过在塔架与原横梁连接处设置弹簧和附加质量来实现对原结构一阶振型的等效,并通过影响线法将横梁分布风荷载等效为塔架的集中荷载。由此简化方法所得的结构风振静动力响应结果均与原始结构有良好一致性,并且计算效率得以显著提升。

钢筋混凝土框排架结构在实际工程中的应用

北京地铁某联合检修库采用了钢筋混凝土框排架结构体系。通过对实际工程进行理论分析和不同的模型对比计算,阐述了钢筋混凝土框排架结构体系设计过程,总结了框排架结构的抗震设计要点。

考虑建筑不规则性的适度精细化区域震害模拟方法

目前,区域中存在大量的体型不规则建筑,在遭受地震作用时会产生平扭耦联效应,导致损伤加重。然而,现阶段的区域震害模拟方法以二维层间模型为主,难以考虑建筑结构的空间不规则特性。而精细化有限元模拟方法不适用于量大面广且数据模糊程度高的区域建筑震害模拟。为此,提出考虑建筑结构不规则特性且适用于区域尺度建筑群震害模拟的适度精细化高效分析方法。建立能够模拟楼层内抗侧刚度平面不规则特性的适度精细化层单元模型,通过不同层单元的串联组合实现对结构竖向不规则特性的模拟。考虑到区域建筑数量庞大,提出了两级加速动力分析方法,以减少震害模拟计算耗时,该方法在单体结构层级构建结构的摄动式隔离非线性动力控制方程提升震害模拟计算效率,进一步结合OpenMP并行方法开展区域震害模拟,实现整体层级的计算效率加速。数值算例及某区域震害模拟表明,所提方法有可靠的准确性和高效性,并且不规则结构的平扭耦联效应会导致区域建筑的震害损伤加重。