含吸声材料的变边界声振耦合拓扑优化研究

根据水中结构的声振耦合理论,考虑了流体与结构耦合面随优化过程发生改变的情况,发展了一种含吸声材料的拓扑优化算法.由交界面相容性条件,采用阻尼边界层的模型描述吸声材料层,建立了声-结构相互作用的声振耦合模型.进一步结合双向渐进结构优化算法优化结构,以一阶或多阶固有频率最大化为目标函数,对水中结构进行优化.结果表明:采用耦合模型计算的固有频率和振型与数值软件的结果符合较好,计算结果可信;该算法收敛较快,数值稳定性较好;所提出的优化方法通过流体与结构材料适当地重新分布,在等体积约束条件下可大幅提高耦合固有频率;在体积缩减的条件下实现最大限度地避免固有频率的降低.     

基于Ansys的地下结构模态分析

文章对模态分析的基本理论和计算方法进行了简述,在Ansys环境下建立了地下结构的实体模型并对其进行模态计算分析,获得了该结构的固有频率及相应振型.     

基于Hypermesh和ANSYS的拖拉机驾驶室模态分析

针对某拖拉机驾驶室的结构特点,以模态有限元的基本理论为依据,基于Hypermesh建立了某拖拉机驾驶室的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS计算得出了该拖拉机驾驶室的前10阶固有频率及振型。分析了固有频率与激振频率的关系,从模态振型分析找出结构的薄弱环节,结果表明该驾驶室的顶部横梁和纵梁结构刚度需要进一步提高。该结论为今后拖拉机驾驶室的结构设计和改进提供了理论依据。     

栅控电子枪部件的模型修正方法

在进行结构动力分析时,建立具有尽量精确的动力特性如固有频率及固有振型的计算模型是十分重要的,计算模型的正确与否直接影响进一步动力分析(如瞬态动力响应、谐分析和谱分析)的计算结果.但是通过实验得到的固有频率及固有振型实测结果与有限元模型的计算结果通常都存在偏差,因而有必要在实测结果的基础上对有限元计算模型进行修正.以栅控电子枪部件为对象,讨论了结构系统模态分析中的模型修正的一些方法.并运用这些方法对栅控电子枪部件实施计算想的振型与固有频率及相应振型.     

数字化独立单元驱动精梳机机架系统结构的优化设计

基于数字化独立单元驱动精梳机机架的低阶固有频率及结构质量对其设计参数灵敏度分析的结果,选取其中较高灵敏度设计参数为优化设计变量,以机架结构质量最轻为目标,同时考虑满足前几阶低阶固有频率避开周期激励基频与倍频的性能要求,建立机架的ANSYS APDL参数化有限元模型,对机架系统结构进行优化设计,得以在轻量化下使机架系统具有较高的动态承载能力.该优化设计方法可有效减少机架系统有限元模型优化设计的规模,提高优化分析计算的效率,进而对推进较大型复杂结构有限元模型的动态性能优化设计具有借鉴作用.     

大比例框架模型的桩土接触状态非线性分析

本文基于土一结构动力相互作用现场模型试验，以桩基剪切型结构为例，运用通用有限元软件MARC建立三维有限元模型、进行了计算机仿真分析，主要包括网格划分、土与结构界面接触的非线性模拟、边界的处理等。利用上述建模方法对土-结构动力体系进行计算，研究相互作用对建筑物基本周期的影响效应，并与试验结果相对照，通过试验手段验证对各种简化处理方法的适用性。     

叠层板型元件模型干模态固有频率与振型分析

本文对一个叠层板型堆芯元件实验模型的干模态固有频率和振型进行了理论、数值分析，作者将该结构视为多层平行梁与整体单梁的对接问题，根据各梁的振型方程及对接处的连续性条件和平衡条件，建立了确定固有频率与振型系数的特征方程，并采用隐式选代法对其进行数值求解．文中给出了部分固有频率与振型曲线的计算结果，其固有频率与实验测试结果相当吻合．     

基于神经网络技术的结构损伤探测

理论分析表明，工程结构损伤前后的固有频率的变化包含了结构损伤位置和程度的信息，在此理论基础上，构造了改进型BP神经网络的输入参数，分别对一个框架模型和一个桁架模型进行了损伤数值模拟计算，首先提取结构固有频率的变化，对神经网络进行训练，然后分别对结构的损伤位置和损伤程度进行识别，计算分析结果表明，该方法在结构损伤检测中具有较好的识别效果。     

连接子结构法及其在沸腾冷却床动力分析中的应用

采用连接子结构法计算120T/H沸腾冷却床结构的动力学特性,将整结构分成3个子结构,中间连接件部分取作连接子结构,利用位移及力的双协调条件,综合得到了整体结构动力学方程,求得了其前5阶固有频率及振型,并与ANSYS程序的计算结果进行了比较,二者吻合良好.为了验证计算模型及计算方法的合理性及可靠性,设计了冷却床实验模型,并对实验模型进行了理论计算,通过对比实验结果及理论计算结果,证实理论计算模型及方法合理可靠.与ANSYS方法相比,所提出的连接子结构法大大降低了系统自由度,提高了计算效率.通过对沸腾冷却床的振型分析,找出了设计中存在的缺陷,从而可为产品改进设计提供理论依据.     

Stewart被动隔振平台结构参数对系统固有频率的影响

为避免被动式Stewart隔振平台在外界激励下发生共振,对其结构参数变化对系统固有频率的影响进行了分析.依据Newtow-Euler方法,建立了一种计算该平台固有频率的动力学特征方程.借助ANSYS有限元模型进行验证,结果表明了所建模型的正确性.在此基础上,针对初始位姿下结构参数:支腿减振器刚度-阻尼系数、上平台铰接点半径、上下平台近铰点分布角、初始位姿下的上下平台质心距离和上平台位姿角,计算得到以上结构参数特定变化范围下系统的六阶固有频率的变化情况,进而对各结构参数敏感性作出分析.本研究可为Stewart隔振平台的结构参数优化设计提供理论参考作用.     

坐姿状态下人-结构相互作用体系水平振动特性

针对人-结构系统水平振动问题,建立质量轻基频低的试验平台,研究人端坐于试验平台时该人-结构相互作用体系的水平振动特性.试验结果表明:自然端坐状态下,人体的不同朝向对结构的动力特性的影响不同.当人朝x向端坐时,结构多出一个振型频率,而基频恰好分布于两振型中间;而当人朝y向端坐时,结构仅有共振频率高于原结构基频.在研究中,人通常比较成质量块放在结构装置上,而事实上质量块对结构的振型阻尼比影响很小,人体能显著增大结构振型阻尼比.因此,不能将水平向自然端坐的人仅仅看作质量块,而应当成质量-弹簧-阻尼完整的体系.     

外挂混凝土墙板对钢框架结构自振周期的影响

外挂混凝土墙板是装配式钢结构建筑、甚至普通钢框架结构建筑的主要围护墙体材料,对结构自振周期的影响不容忽视.在对各国规范中钢框架结构基本自振周期计算方法进行归纳的基础上,基于已有的一栋带蒸压轻质加气混凝土墙板足尺钢框架结构模型试验数据和一栋带预制装配式混凝土墙板钢框架教学楼实测数据,分析了相关规范计算方法的适用性.结果表明,考虑墙体的经验公式对带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期的估计较为准确.基于40栋带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期实测数据,提出了带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期经验公式.公式以结构高度为自变量,基本自振周期为结构高度的幂函数,公式计算结果离散度较小,与实测结果吻合较好,可供设计人员参考.     

裙房—主楼结构体系动力特性及地震反应研究

利用ANSYS有限元分析软件对裙房—主楼结构进行EI Centro地震波作用下的抗震性能分析,采用子空间迭代法提取18阶模态,并分析了楼板厚度和剪力墙厚度变化对裙房—主楼结构动力特性的影响。结果表明:通过模态分析,裙房—主楼结构的振型主要是以水平振动和扭转变形为主;但随着楼板厚度的增加,结构自振频率减小;随着剪力墙厚度的增加,结构自振频率增加;通过瞬时分析,整个裙房—主楼框剪结构的顶部位移均随着地震激励的增大逐渐增大。     

基于SAP2000 API的模态缩减法在高层建筑动力分析中的应用

为解决高层建筑自由度数目巨大导致其动力响应分析工作量大、效率低的弊端,文章在基于SAP2000API接口的基础上,分别运用原有结构整体刚度（静力凝聚法）和结构振型（SEREP法与MODAL法）3种不同方法,对高层建筑建立了简化为“葫芦串”体系的模态缩减方法.算例计算表明,直接基于原有结构整体刚度的模态缩减方法,对于结构的前几阶振型,具有较高的模拟精度；而基于结构振型的模态缩减方法（SEREP法与MO-DAL法）在所取的振型阶数范围内,能够完全一致地保留原结构的振动特性；而在所取的振型阶数范围外,相比于SEREP法,MODAL法能够大致反映结构的振动情况.由于对高层建筑动力分析通常只考虑前几阶模态的情况,文章结合SAT2000 API应用程序接口的功能,应用上述3种模态缩减方法,为自动化和高效化地实现高层建筑动力分析提供了良好的条件.     

钢结构建筑振动阻尼比与位移振幅相关性

分析了与位移振幅相关的阻尼产生机理,表明墙体与钢结构间的黏滑摩擦使阻尼表现出与位移振幅相关的非线性特性.基于黏滑运动机理,推导了基于位移振幅的阻尼比计算表达式,从理论上分析了与位移振幅相关的阻尼机理.通过数值仿真研究验证了理论推导的正确性,分析了主体结构刚度和墙体刚度贡献、墙体产生滑移运动时的结构变形、自振频率、材料阻尼等参数对非线性阻尼的影响.通过与现场实测数据对比,验证了理论推导的可靠性.     

蜂窝形钢空腹夹层板楼盖振动舒适度分析

为了研究新型蜂窝形钢空腹夹层板楼盖的竖向振动舒适度,以自振频率和加速度为双控指标,采用子空间迭代法计算结构基频和各阶振型;然后,采用行走路线法对结构进行时程分析,计算结构在人行荷载作用下的加速度响应.考虑跨高比,上覆混凝土板厚度和上、下肋刚度对结构基频和加速度响应的影响,对结构进行参数化分析.结果表明:蜂窝形钢空腹夹层板基频随着跨高比、上覆混凝土板厚度的增大而减小,随着上、下肋刚度的增大而增大;峰值加速度随着跨高比的增大而增大,随着上覆混凝土板厚度及上、下肋刚度的增大而减小.     

横隔板对简支Ⅱ形梁自振基频的影响分析

针对铁路提速后预应力混凝土简支Ⅱ形梁横向刚度不足的问题,以某40m预应力混凝土简支Ⅱ形梁为研究对象,系统分析了横隔板的位置、数量和厚度对梁体自振基频的影响。研究结果表明：横隔板的位置、数量对梁体的竖向自振频率影响不大,但不同横隔板布置方式对梁体的横向自振频率影响较为显著,梁端横隔板比跨中横隔板对梁体的横向自振频率影响更显著;随着横隔板厚度的增加,横向自振频率增加而竖向自振频率减小。利用分析结果,本文计算分析了不同横隔板的加固组合方式,确定了两侧梁端各3块横隔板加厚至0.7m为该桥横向刚度的最优加固方案。     

极端风暴载荷下导管架平台的动力响应分析

为评估导管架平台在极端风暴工况下的整体安全性能,基于ABAQUS有限元软件建立导管架平台的有限元模型,在极端平均风工况下对平台进行了静力分析,在极端脉动风工况下对平台进行了动力分析,重点探讨了平台在三种极端风暴工况下的应力、位移、速度及加速度响应。结果表明：平台的应力集中容易发生在桩腿桩基处,平台在极端风暴工况下的位移及应力响应均满足设计需求;平台强轴的固有频率大于弱轴的固有频率,自振周期远小于波浪周期,不会发生波激共振;平台在极端风暴工况下的位移及加速度响应极值可为结构振动监测系统的预警阈值设定提供参考。