面向低锥度晃车的高速列车车间纵向减振器参数优化设计

针对高速列车车轮镟修后轮轨匹配等效锥度低所造成的车体低频晃动问题,基于实车参数,建立四动四拖八编组全自由度列车动力学模型,并从单车系统和车间悬挂系统对列车模型的准确性进行验证,再现了低轮轨等效锥度下发生的晃车现象。然后从车间纵向减振器性能参数方面提出抑制车体低频横向振动的优化方案,并根据方案设计了新车间纵向减振器,同时对其开展了减振器性能试验。最后将试验获得的动刚度和动态非线性阻尼特性融入到列车动力学模型中,通过对比安装新、旧车间纵向减振器的列车各节车辆的横向平稳性指标验证了优化方案的可行性。研究结果表明:车体低频横向振动由车体侧滚和摇头振动耦合而成;可以通过降低车间纵向减振器动刚度,提高其阻尼系数来有效抑制车辆的低频横向振动;新设计的车间纵向减振器低频段时动刚度较小,动阻尼较大,符合方案所提出的技术要求;与原车间纵向减振器相比,列车安装优化后的车间纵向减振器不仅在晃车段能明显抑制车体主频在1.11~1.33Hz的横向振动,大幅度降低各车辆的横向平稳性指标,还能进一步提高未晃车段各节车辆的横向平稳性。研究结果从车间纵向减振器性能参数方面为消除低轮轨等效锥度所导致的车体低频晃动现象提供了一种有效的应对措施。

黏滞与金属阻尼器协同工作于加固工程的减震性能研究

文章基于现有黏滞阻尼器和金属阻尼器的研究,以安徽某住院门诊楼实际加固项目为研究对象,提出单独布置黏滞阻尼器、单独布置金属阻尼器、混合布置黏滞与金属阻尼器的3种加固方案;开展各方案在多遇和罕遇地震下的动力时程分析,综合减震前后层间位移、最大加速度等参数,研究黏滞阻尼器和金属阻尼器协同工作减震性能的优劣;基于协同工作方案进一步分析加固后的能量耗散情况以及阻尼器滞回曲线,研究其在实际工程中的具体减震效果。结果表明:2种阻尼器同时应用于加固工程时,合理的混合布置方案对结构的减震效果有显著提升,并且可以利用2种阻尼器的耗能特性实现分阶段耗能,耗能表现优异。

基于RC框架地震易损性的阻尼器构造优化方案决策

基于GA-BPNN代理模型进行混合式黏滞阻尼器构造优化方案决策。首先,选取某款黏滞阻尼器及3个优化构造方案,利用CFD数值模拟获得阻尼器阻尼力-速度曲线及阻尼力-速度关系式,并布置于经抗震设计的RC框架结构中,获得4个设置不同构造黏滞阻尼器的RC框架。然后,选取22条地震波加速度时程曲线,采用增量动力分析(IDA)方法对设置不同构造黏滞阻尼器的RC框架及原框架结构进行结构计算,获得IDA曲线。最后,根据所选取的性能水准和地震概率需求模型,绘制地震易损性曲线,进行对比分析,从而对不同阻尼器构造优化方案进行决策。结果表明:设置黏滞阻尼器后,RC框架结构各层层间位移角会显著降低,有效提升结构抗震能力;8度多遇地震作用下,未设置黏滞阻尼器的RC框架结构轻微损坏的发生概率最大,8度设防地震作用下,设置优化构造1的黏滞阻尼器的RC框架结构发生严重破坏和倒塌概率最小;设置优化构造1的黏滞阻尼器的RC框架结构抗倒塌储备系数最大,相对于未进行优化构造的黏滞阻尼器,其抗倒塌储备系数提高14.32%。

海南省图书馆隔震设计研究与分析

海南省图书馆新建部分东楼、西楼主体结构体系为框架结构,以东楼的设计过程为例,阐述本项目的隔震设计研究与分析过程。通过对比不同结构方案的受力性能、建筑空间优越性、造价、施工构造等,确定采用地下室柱顶隔震方案。根据设定的隔震目标,合理配置隔震支座,并按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)要求,选择合理的地震波对其进行分析。隔震分析结果表明,隔震支座满足不同工况下的受力与变形要求,整体隔震设计满足预设的隔震目标要求,罕遇地震作用下结构基本处于弹性状态。另外,针对本项目的结构设计关键问题进行探讨,主要包括地下室柱顶隔震受力特性、扭转控制效果及黏滞阻尼器在隔震结构中的作用分析。

斜拉桥粘滞阻尼器设计方案及参数回归分析

为优化粘滞阻尼器对双塔斜拉桥的减震效果,以淮安大桥(主跨为416m的双塔斜拉桥)为背景进行研究。采用有限元软件SAP2000建立全桥三维有限元模型,应用非线性动力时程方法对比分析了4种不同阻尼器布设方案(分别将粘滞阻尼器布设在塔支座、桥台、边墩和桥台、边墩位置)的减震效果。选择最优方案进行阻尼参数分析,应用最小二乘回归分析法建立关键截面参数与阻尼参数之间的数学模型,以控制截面内力和变形最小为原则,通过求解拟合方程的极值得到最优设计参数。结果表明:在桥台位置安装粘滞阻尼器能使其更好地发挥减震功能,且不改变辅助墩的受力;所提出的阻尼参数优化设计方法能有效地计算出最优阻尼参数,为设计提供方便。

PCF-MDC体系技术方案及抗震性能试验研究

围绕预制装配式混凝土框架金属消能减震连接体系(PCF-MDC)的关键技术问题,提出2种金属阻尼器、1套可拆卸型连接方案和金属阻尼器设计方法。为验证阻尼器设计方法及连接方案的可行性并研究该体系的抗震性能,设计并制作了“等同现浇”的“湿”框架(PCF)节点、采用狗骨阻尼器(PCF-DB)和双弯曲板阻尼器(PCF-DP)的PCF-MDC节点。通过拟静力试验,对比其破坏形态、滞回性能、承载性能、耗能特性等差异。试验结果表明:PCF-MDC节点的承载力均达到预期设计值,采用双弯曲板阻尼器的PCF-DP节点承载性能更优,安全储备更足;PCF-MDC节点的耗能特性和抗震性能优于“等同现浇”的PCF节点;连接方案能可靠的传递金属阻尼器与预制构件间的内力。金属阻尼器先于预制构件屈服形成的梁铰耗能机制合理有效,且具备“集中损伤”特性,为震后更换阻尼器实现结构功能恢复提供了有利条件。

某大悬挑桁架结构消能减震设计研究

以某大悬挑桁架结构为分析实例,采用动力弹塑性时程分析方法对大悬挑结构进行消能减震设计,对减震效果及布置方案进行探讨。结果表明:对于大悬挑结构,通过布置黏滞阻尼器可以有效地减少结构在地震作用下的竖向位移、竖向加速度和杆件内力;黏滞阻尼器布置于悬挑结构端部位置的减震效果优于其布置在悬挑结构根部;不同的阻尼器布置方案对减震效果、建筑功能及原结构刚度产生不同的影响,设计中需综合考虑。

颗粒阻尼器布置方案对其减震效果影响研究

为明晰建筑结构用颗粒阻尼器布置方案对其减震控制效果的影响规律。以某1∶30比例缩尺钢筋混凝土框架结构为研究对象,设计制作了可用于缩尺模型的刚性连接颗粒阻尼器,结合建筑结构减震需求,对颗粒阻尼器的布置方案进行了设计,通过振动台试验研究了布置位置和阻尼器数量等参数对颗粒阻尼器减震控制效果的影响。结果表明:颗粒阻尼器布置位置处的结构均方根位移响应和峰值位移响应均有所降低,阻尼器减震控制效果良好;阻尼器布置位置对颗粒阻尼器减震控制效果影响显著,阻尼器宜布置于结构位移响应较大的位置,合理的阻尼器布置方案能够有效地控制结构的扭转响应;随附加颗粒阻尼器数量的增加,颗粒阻尼器对结构位移响应的减震控制效果提高,建筑结构可用附加质量比范围内,阻尼器布置数量越多,减震控制效果越好。

某高层RC框架剪力墙建筑隔震方案优化比选及分析

高层建筑隔震设计时,由于使用要求,业主会提出一些特殊的设计要求,因此如何在满足各项要求下取得较优隔震效果是值得深入研究的问题。以某拟建工程为研究对象,根据隔震设计目标,进行方案设计比选和参数分析,主要考虑了单纯隔震方案、增设剪力墙+隔震方案以及增设阻尼器+隔震方案三种情况,通过大量的参数分析和方案比选得到了满足设计目标要求的最佳方案。分析结果表明:对于高层隔震结构来说,增设剪力墙是提高减震效果的一种手段,但是增加较少剪力墙对减震效果的贡献有限,增加较多剪力墙则会涉及到建筑使用功能要求等相关事宜;而改变隔震层非铅芯支座的个数,优化隔震层阻尼器的设计参数可以得到理想的减震效果,有效控制隔震层位移。

含分布式单向单颗粒阻尼器的减震结构体系有限元模拟及性能分析

针对目前颗粒阻尼器减震结构在有限元模拟中难以准确实现及其减震性能评价方法不全面的不足,以减振效率高的并联式单向单颗粒阻尼器(PSSPD)为研究对象,在剖析其减振机理及颗粒运动状态的基础上,构建PSSPD在通用有限元中的复合模拟单元,明确该单元中各参数的合理取值,并确认PSSPD有限元模型具有良好的精度。在分析PSSPD中颗粒质量、颗粒运动间距及其减震效果之间关系的基础上,确定颗粒质量按振型分布及颗粒运动间距按层间位移反比分布的最优布置方案;提出PSSPD减震结构体系离散减震控制效果的评价方法;通过算例分析表明颗粒最优布置方案以及动态附加等效阻尼比评价PSSPD离散减震效果的合理性和可行性。

抗蛇行减振器座改造技术方案研究

由于CRH6型城际车转向架抗蛇行减振器结构改进涉及到车体接口变更,需要对车体抗蛇行减振器座进行现车改造。从改造需求入手,初步制订了多套改造方案,并逐一进行了可行性分析,排除了不可行的技术方案。随着工作的开展,对筛选出的改造方案进行了不断完善,最终确定了切实可行的改造方案。利用该方案完成了多辆城际车减振器座的改造验证,根据现场施工验证情况,改造后的减振器座完全符合设计要求,也为其他动车组车体减振器座现车改造提供了可靠依据。

HXD1B型机车二系横向减振器布置方式仿真研究

通过建立HXD1B型三轴转向架机车动力学模型,仿真研究了二系横向减振器的布置方式对机车横向平稳性、蛇行稳定性及各轴轮轴横向力的影响关系。

某跨海大桥主桥总体方案与减隔震研究

结合桥址处实际工程条件,某跨海大桥主桥选取了286 m跨下承式双边钢箱主梁提篮拱桥及(125+286+125)m双塔三跨双索面预应力混凝土梁斜拉桥2种桥型方案进行研究比选;对下承式提篮拱桥方案,提出了4种总体施工方案进行研究比选;设计推荐采用拱轴系数1.5、矢跨比1/5、陀螺形钢箱截面拱肋及双边钢箱主梁的286 m跨下承式提篮拱桥,提出采用半潜驳船并利用潮汐差进行拱梁整体浮运架设施工。针对该桥质量大、重心高、高桩承台及场地特征周期长等不利抗震条件,采用球型钢支座及纵向黏滞阻尼器共同进行减隔震,并采用非线性时程法及时域显式降维迭代,分别进行减隔震元器件参数优化及结构抗震分析;计算结果显示,拱桥结构响应对黏滞阻尼器阻尼系数C较敏感,对速度指数α敏感性较小,设置减隔震系统后,梁端的纵桥向位移得到明显控制,降幅达到61.5%,拱肋轴力降低5.7%～19.6%,拱肋弯矩降低8.9%～59.0%,拱脚处内力降幅最大,主桥抗震满足要求。

巨-子型有控结构体系中附加阻尼器布置方案研究

利用有限元软件sap2000建立了三巨层的巨-子型有控结构体系(MSCSS)有限元模型,并沿调频子结构高度方向的不同位置分别布置了附加黏滞阻尼器,对MSCSS进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,通过与巨型框架结构(MF)的对比,研究了不同工况下MSCSS的响应控制率、塑性铰分布规律和附加阻尼器的工作效率。结果表明:附加阻尼器的位置布置差异对MSCSS的动力特性有较大的影响,将附加阻尼器布置于调频子结构中部两层与两侧巨型柱之间时结构的动力响应控制效果最佳,且塑性铰的分布也更加合理;同时,采用这种布置方案的附加阻尼器耗能能力较强,阻尼器的工作效率也较高。

广义Maxwell阻尼耗能系统非均匀响应精细积分精确格式

为建立粘弹性阻尼耗能结构系统响应的精确分析方法,基于虚拟激励法,提出了广义Maxwell阻尼耗能系统(结构、阻尼器)均匀与非均匀响应的精细积分精确格式。首先,构建设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能结构模型,通过扩阶方法建立结构动力方程;然后基于高效的虚拟激励法,提出了非均匀精细积分一般精确格式;最终建立了8种具体经典调幅精细积分精确格式。该方法应用范围广、使用方便、具有代表性的特点,为粘弹性耗能系统均匀与非均匀响应分析提供了方法。

基于全因子DOE的机车抗蛇行减振器布置方式及参数优化

针对国内某型160 km/h高速机车,归纳出4种典型的抗蛇行减振器布置方式,并通过SIMPACK建立机车动力学模型。以提高机车横向平稳性和蛇行稳定性为目标,采用基于全因子DOE方法对抗蛇行减振器阻尼、关节刚度和横向安装角进行优化,并利用Pearson相关性系数分析法研究抗蛇行减振器参数对机车横向动力学性能影响规律。研究结果表明:布置方式对机车横向动力学性能具有显著影响,当采用开口向外布置方式时,机车可实现较优的横向平稳性且可以通过调整横向安装角来消除前后司机室横向平稳性差异。此外,减小抗蛇行减振器阻尼和关节刚度有利于改善机车横向平稳性和蛇行稳定性,与布置方式无关;但横向安装角对横向动力学性能的影响受到布置方式的影响。

可切换减震器的自适应控制

研究了可切换减震器的控制策略和算法。该算法能够自适应于不同的路面谱输入 ,具有实现简单、实时性好等特点。考虑到实际实现中某些状态变量不易测量 ,进一步探讨了用于估计状态变量的卡尔曼滤波器。仿真结果表明该算法是可行和有效的。

高烈度地震区铁路连续梁桥摩擦摆支座和黏滞阻尼器减隔震方案研究

为研究高烈度地震区连续梁桥在地震作用下的结构响应状况,建立一联跨度为(60 m+100 m+60 m)的混凝土连续梁桥有限元模型,选取三条人工拟合地震波,开展桥梁不使用减隔震方案和使用减隔震方案两种情况下的动力响应时程分析,对桥梁罕遇地震作用下结构响应幅值进行比较,结果表明摩擦摆支座和黏滞阻尼器组合减隔震方案可使结构内力响应降低,可将墩梁相对位移控制在预设范围以内,地震响应优于不使用减隔震方案的情况,综合减隔震效果明显.考虑摩擦摆支座在桥梁中的作用,针对摩擦摆支座中摩擦副的工作状态进行了抗压、磨耗、耐温,以及水平滞回性能试验,证明摩擦摆支座耐磨材料适用于实际工程.

湿法烟气脱硫系统拆除旁路挡板的方案及实施

介绍了望亭发电厂#14机组石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统拆除旁路挡板的方案及实施过程,论述了旁路挡板拆除后脱硫系统启、停及运行过程中存在的问题,针对问题提出了解决方案。

粘滞阻尼器和磁流变弹性体阻尼器对工业厂房的混合震动控制

以醋酸厂钢结构化工厂房为研究对象,该厂房为带有设备的偏心工业厂房,在结构体系震动响应较大的地方装设阻尼器。分析粘滞阻尼器对设备的震动控制效果和磁流变弹性体阻尼器对钢框架的震动控制效果。针对设备和钢框架结构的震动控制问题,提出了3种震动控制方案,通过对这3种减震方案的减震效果、控制策略难易等方面的对比,优选粘滞阻尼器和磁流变弹性体阻尼器的混合震动控制方案。