浮动式钻井装置的随机动力分析

应用随机振动理论 ,对浮动式钻井装置在随机海浪作用下的动力响应进行了分析。在分析研究现在常用力学模型的基础上 ,建立了多自由度分布质量模型。应用谱分析方法 ,求出了系统的动力响应 ,进而得出由于系统振动而作用于大钩、升沉补偿装置及井架上动载的计算公式 。

被拖运管线的随机动力分析

对在随机传播海浪上被拖运管线的响应问题进行了研究。首先提出了一种对无限长管线的响应进行计算，随后再根据相应的边界条件进行修正的分析方法。然后，又提出了管线的有限元分析模型。两种方法均采用了线性频域方法，所得结果非常一致，但第一种方法所需计算机时要比有限元方法少得多。

结构的随机动力分析方法讨论

本文对当前结构随机动力分析的主要方法进行了概述,介绍了经典的Fourier分析方法以及现代的小波分析和Hilbert-Huang变换分析用于结构随机动力分析的方法。比较了各种方法的优缺点,为结构在动力环境中的安全和可靠性分析提供理论借鉴。

轨道梁参数随机的磁悬浮列车-轨道梁系统概率密度演化分析

为研究轨道梁随机参数对磁悬浮系统动力响应的影响,建立磁悬浮车辆-控制器-轨道梁时变随机动力分析模型,考虑轨道梁弹性模量、质量密度和阻尼比的随机性,采用数论选点法构造S维代表点集,运用Voronoi区域剖分概率空间并赋予点集初始概率,进而建立响应的概率密度演化方程。采用Newmark-β法和带TVD(total variation diminishing)格式的双边差分法求解概率密度函数、标准差、均值和满足99.75%概率保证率的响应最大值。首先采用文献结果和随机模拟法验证了模型的计算精度和效率,然后研究轨道梁随机参数和车速对车桥动力响应的影响。结果表明:基于概率密度演化理论的随机模型高效准确,与随机模拟法相比计算效率提高1~2个数量级;考虑轨道梁随机参数影响的车桥响应呈现明显的随机演化特征,响应的敏感程度为:轨道梁跨中加速度>轨道梁跨中位移>车体位移>电磁悬浮力;车桥随机响应受车速影响较大;随机弹性模量对车辆竖向振动有主导作用,随机阻尼比和质量密度的影响很小但不容忽略。

风力发电高塔系统风致随机动力响应分析

介绍了一种高精度且高效的随机动力系统分析方法—广义概率密度演化方法。基于广义概率密度演化方法,结合随机脉动风场物理模型和"桨叶-机舱-塔体-基础"一体化有限元模型,分别对1.25MW风力发电高钢塔和钢筋混凝土风力发电高塔进行了风致随机动力响应分析,并将分析结果同确定性动力响应分析结果进行比较。研究表明,随机性对风力发电高塔系统结构风致动力响应分析的影响非常显著。

有限体积法的弹性结构动力学随机分析

为了研究随机载荷对弹性结构动响应随机性的影响,基于有限体积法(FVM)发展了一种求解弹性结构随机动响应统计特性的计算方法.基于FVM的控制方程推导出响应量对基本随机变量偏导的显式求解方程,接着将响应量在随机变量的均值点处进行泰勒展开,并在展开式两端同时取均值或方差可求得响应量的均值和方差;最终,考虑炸药的装药量和爆距作为基本随机变量,研究了固支板在远场爆炸载荷作用下的随机动响应问题,并与蒙特卡洛法的结果作了对比,证明了该方法的可行性,同时也为工程应用提供了参考.通过对结构动响应变异系数的分析表明:在随机爆炸载荷作用下,弹性体内各点动响应的变异系数绝对值是相同的,且不随时间变化.

基于随机IDA的多龄期钢框架地震易损性分析

利用气雾腐蚀箱对城市近海大气环境进行了模拟。对近海大气环境中不同锈蚀程度的钢材试件进行了拉伸试验,并获得了钢材力学性能(屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量)随失重率增大的退化规律。利用钢材力学性能退化规律,建立了钢框架结构的时变整体地震损伤模型。基于ABAQUS数值模拟,同时考虑结构与地震动的不确定性,建立了4个不同龄期(0年、20年、35年、50年)6层钢框架结构的有限元模型,以PGA作为地震动强度指标,以结构整体损伤为地震需求指标,对模型进行了随机IDA分析,并在IDA分析结果的基础上对结构进行了多龄期钢框架结构地震易损性分析。研究结果表明,随着龄期的增长,结构失效概率逐渐增大,且在同一损伤状态下,结构失效概率的增量也逐渐增大;龄期对结构失效概率的影响随损伤程度的增加而增大。

轨道不平顺小样本全信息表达的联合模拟方法

针对传统方法需要生成大量轨道不平顺样本才能涵盖所有随机特征,但样本数多又会导致计算效率低的问题,本文提出了一种自适应采样法(ASM)与改进的第二类随机谐和函数法(MSHF)结合的轨道不平顺模拟的联合方法。ASM自适应选取符合轨道不平顺功率谱密度函数(PSD)谱概率分布的高代表性样本点,从而减少样本数量;之后在SHF中添加一类符合谱概率分布的独立变量进行改进,通过将ASM选取的样本点代入新增变量,实现了轨道随机不平顺的时域小样本全信息表达。以车轨桥耦合系统(TTBS)随机动力分析为例,与传统一次性采样和SHF方法相比,本文方法在提高精度的同时可以减少41.67%的计算时间。

下击暴流作用下单层球面网壳结构易损性分析

大跨空间结构风敏感性突出,极易遭受下击暴流影响。针对目前缺乏大跨空间结构抗下击暴流性能评估方法的问题,对下击暴流作用下单层球面网壳结构的易损性进行了研究,提出了针对下击暴流荷载的结构易损性分析方法。综合考虑下击暴流荷载的随机性与结构参数的不确定性,采用随机增量动力分析法求解不同荷载强度下的结构响应。结合易损性分析理论和二次回归分析,计算得到结构易损性函数,并进一步绘制易损性曲线,实现结构的抗下击暴流性能评估。研究结果表明:通过随机增量动力分析法和易损性分析的结合,能够对结构的抗下击暴流性能进行有效评估。在下击暴流这种极端风荷载作用下,单层球面网壳结构可能达到倒塌防止性态点(CP),而达到整体失稳性态点(GI)的概率则相对较小。