考虑局部效应影响的大型斗轮挖掘机臂架的动力分析

对大型斗轮挖掘机臂架,通过考虑局部动力效应,推导了在地震荷载作用下结构单元的修正公式.计算结果表明,考虑局部动力效应,可以使计算结果更为精确.在进行大型复杂结构的动力响应分析时,考虑局部效应可获得较为精确的计算结果.     

海洋平台环境载荷局部动力效应分析

针对一般的结构动力分析有限元程序在进行动内力的计算时没有考虑局部效应的影响问题。采用时程分析方法,对渤海中南采油平台(MSW)在环境载荷下进行了动力分析,重点分析了其局部动力效应。计算数值结果表明某些杆件的局部振动所产生的动内力对其设计起决定作用,而这在以前的动力分析中是被忽略的。这表明对结构进行动力分析时应该考虑其局部效应。     

任意荷载下三角形板单元的精确解

推导了任意荷载激励下三角形板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式，建立了三角形单元局部效应的计算模型，从而为复杂界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法，通过对一悬臂板进行结构动力时程分析发现：在忽略局部效应的情况下，所得动内力与理论值相差较大，因此结构设计中必须考虑局部动力效应的影响。     

结构的局部效应研究

以梁单元的局部效应修正为例,探讨了结构动力分析的局部效应问题,计算结果表明,考虑局部效应可以使动内力计算结果更为精确。     

江南传统木构建筑模型修正方法研究——以津逮楼为例

为研究江南传统木构建筑围护结构对整体结构受力性能的影响,并为该类型建筑的抗震和抗风计算提供依据,以典型江南传统木构建筑——甘熙故居津逮楼为例,采用有限元分析和结构动力特性测试的方法对该类型传统木构建筑的结构模型修正方法进行研究.首先,采用SAP2000有限元软件分别建立了不考虑围护结构效应的一种模型和考虑围护结构效应的3种修正模型,并进行结构动力特性分析;然后,采用结构动力测试分析系统对建筑进行现场测试,并将测试结果与3种修正模型计算结果进行比较分析.结果表明:相比于不考虑围护结构效应,考虑围护结构效应后3种修正模型的前三阶自振频率明显提高,等效斜撑模型的提高幅度为220%～307%,等效斜撑+幕墙墙元模型的提高幅度为228%～345%,而整体简化模型的提高幅度为230%～295%,但第一阶振型和第二阶振型发生了明显改变.等效斜撑模型的计算结果最接近真实测试结果,误差在15%范围以内,是最优的修正模型.等效斜撑+幕墙墙元模型的计算结果与实测结果的误差基本在20%以内,是其次可接受的修正模型.而整体墙元模型的计算结果与实测结果严重不符.对该类型传统木构建筑进行振动响应分析、风振作用下的受力性能分析、多遇地震作用下的弹性受力性能分析时,建议采用等效斜撑模型进行计算.当对该类型木构建筑进行设防地震、罕遇地震作用下出现弹塑性变形时的结构分析,需考虑围护结构失效时,建议采用不考虑围护结构效应模型进行计算.     

基于现场动力特性测试的古城楼建筑模型修正方法研究——以南京鼓楼为例

为研究中国古城楼建筑准确的有限元建模方法,从而给该类型建筑遗产的结构计算提供理论依据,本文以南京鼓楼建筑为例,基于现场动力特性测试结果对该城楼建筑的有限元计算模型进行修正.首先建立了不考虑城台和围护墙结构效应的城楼建筑有限元计算模型,将数值计算结果与现场动力特性测试结果进行比较分析,从而提出考虑城台结构效应及考虑围护墙结构效应共3种有限元计算修正模型,通过对这3种修正模型计算结果与现场动力特性测试结果的比较分析,选择出适合该建筑结构分析的最优修正模型.研究结果表明:考虑城台后的修正模型自振频率略有下降,但均在1%以内,故利用固有频率对该类建筑进行模型修正时,可以不考虑城台的影响;在考虑围护墙结构效应的两种修正模型中,整体墙元模型计算结果与动力特性测试结果误差在2%以内,是较为精确的模型,而等效斜撑模型模拟的计算误差则在45%左右.研究结果可为同类型古城楼建筑的结构计算模型修正提供依据.     

结构动内力的精确算法──局部效应及振型迭加法的修正

在使用集中质量法进行地震响应分析时,忽略了连续质量产生的局部效应．本文在文献*的基础上提出了一个计算局部效应的简便而合理的方法。并通过抗震计算实例说明局部效应的影响是不能忽略。     

地震作用下深水高墩刚构桥梁的动力响应分析

高墩大跨连续刚构桥梁的抗震性能是桥梁设计人员重点关注的问题.当高墩处于深水之中,由于桥墩外围的水和桥墩体内的水将由于震动而同时对桥墩产生作用,对其进行动力响应分析更为困难.在计算墩水耦合效应时采用Westergaard理论,对一座连续刚构桥梁的地震动力响应进行了反应谱分析和时程分析.研究结果认为考虑墩水耦合效应后,桥梁...     

考虑桩土动力相互作用时群桩阻抗函数的分析

桩与土体的动力相互作用不仅改变了桩基的承载力，也影响了上部结构对动荷载的响应，因此在进行上部结构的动力响应分析时必须考虑桩土动力相互作用的影响。对这种动力相互作用效应研究的基础是确定桩土系统的阻抗函数，文章对考虑桩土系统动力相互作用时群桩的阻抗函数进行了细致的分析，明确了影响桩土系统动力相互作用阻抗函数的各种主要参数，为进一步研究桩土结构相互作用打下基础。     

考虑接触效应的具脱层复合材料层合梁的非线性动力响应分析

基于非线性弹性梁理论,建立了考虑接触效应的具任意脱层复合材料层合梁的非线性运动控制方程．通过引入假想弹簧所算得的接触力,对系统的横向振动控制方程进行修正,有效地避免了脱层之间的相互贯穿,并给出了假想弹簧系数的计算式．整个问题采用有限差分法进行求解,算例中详细讨论了脱层的大小、深度以及载荷等因素对具脱层复合材料层合梁非线性动力响应的影响．数值计算结果表明,考虑接触效应对脱层结构动力响应分析是非常重要的,可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿．     

结构对初始条件的动力响应的一种算法

从标准坐标变换方程出发，引入广义逆矩阵的求解方法，提出结构对初始条件的动力响应的一种新算法．这种算法回避开结构质量矩阵，以截断频率和对应的模态参数为输入，通过截断标准振型长方矩阵［Φ］的直接广义逆阵求解，求得结构对初始条件的动力响应．这一方法可用于已得到结构低阶模态参数而需进一步通过计算获得结构对初始条件的动力响应这一类工程中实际存在的问题．算例表明，精度满足工程要求．     

用统计能量法分析飞行器声振响应影响因素

基于统计能量分析(SEA)原理,对高超声速飞行器X-43A建立了SEA模型,并合理划分子系统,采用理论及经验公式确定SEA模型的参数.针对结构子系统的内损耗因子以及声腔子系统的吸声系数,讨论了响应灵敏度分析.对平板子系统划分方式和材料厚度对声振响应的影响进行了对比分析.结果表明:飞行器壳体材料结构和阻尼因子以及厚度的改变对壳体声振响应特性影响较大,子结构划分方式对计算精度有较大影响,在声学结构设计中要综合考虑这些因素的影响.     

探空温度传感器的动态性能分析

为了研究探空温度传感器的动态性能,提出利用计算流体动力学(CFD)方法分析探空温度传感器从地面到32 km高空不同气压和不同上升速度条件下的热响应时间常数;并利用该方法对不同海拔高度下温度传感器的气流温度阶跃响应特性进行分析。仿真结果表明,探空温度传感器的热响应时间常数与海拔高度呈正相关,与探空仪上升速度呈反相关。通过拟合获得不同上升速度下,气流温度阶跃变化后的传感器温度变化与海拔高度、时间的函数关系。这种数值方法和分析结果对探空温度传感器的动态性能分析有潜在的指导意义。     

渡槽水体受激晃动特性的实验与数值研究

针对液体在晃动条件下产生的晃动动力响应问题进行了研究。研究采用物理实验模型与数值模型相结合的方法。物理模型部分对支撑结构上安装储水箱,并在振动台上进行加载;数值模型部分利用近年来发展起来的一种求解偏微分方程的新兴数值方法——基于径向基函数的近似特别解方法(the method of approximate particular solutions,MAPS)。对水槽侧壁上动水压力的最大值分布进行了计算研究,并将有计算得到的结果与解析解进行了对比研究。研究表明:LMAPS方法可以准确描述液体晃荡的形态与压力;并且具有较高的求解效率,有望为实际工程提供可靠参考意见。     

飞机对连续型大气紊流的动态响应

本文概要介绍作者近年在飞机对连续型大气紊流功率谱非定常动态响应计算方面的部分研究成果.本文在国内外首次将非定常升力面气动技术引入飞机对紊流谱的响应计算中,并建立了飞机响应谱及其统计特性的数值计算方法.计算表明,计入非定常气动力效应是十分必要的.利用本文叙述的方法,对两架假想样机进行了应用性考核计算,给出了考核意见.本文叙述的方法,可作为飞机抗紊流特性设计、分析或考核工具,用于飞机的设计实践.     

浮冰作用下单桩海上风机动力响应分析

随着海上风电在环渤海地区不断发展，冰激振动响应为当前环渤海地区海上风机面临的重要问题 .基于海上风机一体化数值分析软件，对浮冰作用下单桩海上风机动力学响应展开研究 .重点探究单桩风机塔基以及泥面线处载荷动力响应变化规律，研究不同冰载数值模型、冰厚以及冰速对单桩海上风机动力响应影响，开展抗冰锥结构下单桩海上风机动力响应影响规律.结果表明：不同冰载数值计算模型下的计算结果差别较大，采用Matlock双齿模型计算出的塔基载荷以及泥面线载荷最大，分别为无浮冰作用的 2.2倍与 1.3倍；单桩海上风机动力响应随冰厚增加而增加，冰速变化对单桩海上风机结构荷载影响不明显；采用抗冰锥措施后，作用于单桩海上风机的冰荷载显著降低，极大降低单桩风机塔基以及泥面线位置处的剪力与弯矩，塔基位置处剪力与弯矩的最大值分别为无抗冰锥结构的82%与95%.同时抗冰锥结构可极大降低作用结构上的冰荷载，其冰载最大值与标准差分别为不采用抗冰锥结构的5%与7%.     

冲击荷载下大型结构时程响应分析的逐步缩减动刚度综合法

本文将缩减动刚度综合法与逐步积分法相结合,提出了一种分析大型复杂结构瞬态响应的动力子结构方法。该方法的主要特点是总运算工作量少,计算速度快。文末给出的算例验证了此方法的可靠性和有效性,其精度亦较高。     

由矩阵奇值分解确定热工过程的动态数学模型

热工过程的动态数学模型通常通过现场试验作出它的阶跃响应曲线,然后从阶跃响应曲线得出近似传递函数。本文利用阶跃响应数据组成Hankel矩阵,通过对矩阵的奇值分解,确定模型的最低阶次,并进一步求出过程的离散状态模型。用这种方法获得的动态数学模型具有很高的精确性,文中应用这种方法对几种典型热工过程进行了运算。     

阶跃荷载下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力稳定性

针对阶跃轴压和阶跃侧压下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力屈曲问题,由能量原理推导非线性动力平衡方程,采用变步长四阶Rugge-Kutta法进行求解,得到结构的响应曲线,结合B-R动力屈曲准则给出屈曲临界状态.数值结果表明:阶跃荷载下结构变形存在一占优模态,该模态相应的结构响应发生最早,且幅值最大;阶跃轴压和侧压荷载下结构的非线性动力屈曲荷载与其相应的线性静力屈曲荷载十分接近;在阶跃轴压荷载情况下,动力荷载将激发比静力荷载更高阶的屈曲模态;增加陶瓷组分含量将提高结构的动力屈曲荷载;线性温度分布与实际热传导温度场得到的临界荷载较为接近.