基于等效单自由度体系的结构滞回耗能估计

提出了研究单自由度体系和多自由度体系在地震作用下耗能关系的重要意义;建立了结构的等效单自由度体系能量方程,得出与原多自由度体系滞回耗能及变形能关系公式,据此提出了基于等效单自由度体系的多自由度结构体系总滞回耗能估计方法.分别对质量为均匀分布,楼层剪切强度和剪切刚度为均匀及不均匀分布的8幢5层剪切型多自由度体系和其等效单自由度体系输入典型地震动,计算滞回耗能及变形能,并将计算结果进行比较分析.结果表明,通过等效单自由度体系来估计剪切型多自由度体系的滞回耗能,是一种计算简便且较为准确的方法.     

中小跨度悬索桥非线性液体黏滞阻尼器反应谱迭代方法

通过中小跨度悬索桥的模态分析、地震激励分析以及相应的频谱分析,证明了纵飘振型为中小跨度悬索桥梁端纵向位移的单一控制振型.中小跨度悬索桥梁端纵向位移具有单自由度体系特征,故可根据纵飘振型建立中小跨度悬索桥梁端纵向位移单自由度模型,应用非线性液体黏滞阻尼器单自由度反应谱迭代方法,实现非线性液体黏滞阻尼器参数的选取和中小跨度悬索桥梁端纵向最大位移的估算.     

弹塑性单自由度结构的随机地震响应分析

本文给出了一种可以近似描绘具有滞回特性的非线性恢复力模型,并经适当简化,采用等效线性化法对这种非线性模型的单自由度结构的随机地震响应进行了分析。理论分析与计算结果均表明恢复力滞回曲线的主要贡献是使阻尼增大。最后,通过一个算例分析了高斯过滤白噪声地震输入下单自由度结构的随机响应,并将理论计算结果与Monte-Carlo法的计算结果进行了比较。     

相互作用体系的随机临界地震响应分析

运用等效线性化方法分析了地基土－非线性单自由度结构相互作用体系的随机临界地震激励和随机临界地震响应，并针对一个单自由度水塔结构进行了具体的数值计算，选择方差相同的过滤白噪声随机地震动作为输入，计算了该体系的随机地震响应，并验证了随机临界地震响应分析法的实用性．     

基于MATLAB的地震作用下SDOF体系能量响应时程分析

为多角度揭示地震对结构的破坏作用,从能量角度研究了单自由度非线性体系的地震响应及其特征.通过Matlab编制了基于双线性滞回模型的单自由度体系地震能量响应分析程序,计算分析了汶川地震波激励下某RC弹塑性结构的能量响应时程及能量占比时程.研究表明,滞回耗能和阻尼耗能是结构耗能主要方式.总输入能和滞回耗能总体递增,而阻尼耗能则单调递增,各能量项在总输入能中的占比主要由滞回耗能控制.结构初始刚度对各项能量响应及其最终占比有重要影响.在某特定刚度值下结构总输入能会达到峰值,且滞回耗能及其最终占比也将达到最大,偏离该特定刚度值两者都将减小.滞回耗能和阻尼耗能的占比时程,在振动初期波动较为剧烈;进入强震阶段后,当初始刚度较小时,两者占比相对稳定,而当刚度较大时,两者占比则有一定波动.     

基于模态能量分析的结构滞回能量估算方法

建立能量谱和结构能量反应的关系,是基于能量抗震设计需解决的关键问题之一。根据多层结构体系在地震动作用下的能量平衡方程,运用弹性体系的振型分解思路,将多层结构的能量反应平衡关系拆解为多模态的能量反应平衡关系,推导出多层结构与其模态等效单自由度体系的能量反应平衡关系。运用考虑塑性反应阶段振型的“等效振型”替代弹性振型。建立通过模态滞回能量反应估算多层结构总滞回能量的方法。针对硬、中、软三类场地设计3栋6层模型,选取各类场地下的地震记录作为结构模型的水平激励进行非线性动力时程分析。结果表明,在一些情况下,通过模态能量分析能较准确地估算地震作用下多层结构总滞回能量。     

核电站辅助厂房结构体系的随机临界地震响应

以某核电站工程为背景，建立了地基土－核电站辅助厂房结构相互作用体系的运动方程，并求出其频率响应函数，将随机临界地震响应分析法引入多自由度相互作用体系，分析在单向地震输入下，体系的随机临界地震响应，并和相同能量单向地震输入下体系的随地地震响应相比较，从而对随机临界地震响应分析法的实用性作一定量评估。     

非线性随机地震反应分析的实用方法

目前对于力学图式为多自由度体系的建筑结构的概率性非线性地震反应分析研究还不多。本文提出了一个实用的方法,对于以剪切变形为主的结构,只要给出结构和地基的有关参数,就能进行非线性的随机反应分析。该实用方法在改进等效线性化方法的基础上,通过引入恢复力的计算曲线处理了恢复力滞回曲线。文中还用该方法计算了两个工程实例,计算结果与Monte-Carlo数值模拟法作了对比,还与一般的等效线性化作了对比。     

相关失效模式多自由度随机滞回系统可靠性分析

在Bouc-Wen模型的基础上,研究了具有相关失效模式多自由度非线性随机滞回系统可靠性分析问题．基于首次穿越模型,应用不完全概率信息理论、四阶矩技术和Gram-Charlier级数逼近技术,对随机滞回环参数多自由度非线性随机振动系统可靠性问题进行分析．研究表明,在考察时间范围内的大部分情况下,由独立随机参数描述的随机系统各阶响应表现出强相关特性;相关失效模式是系统失效的主要模式．其分析计算结果与Monte-Carlo模拟结果吻合较好,从而解决了由滞回环本身随机性引起的具有相关失效模式的多自由度非线性随机振动系统可靠性分析问题．     

基于滞回耗能的抗震结构最大位移反应

以简化为单自由度体系的结构在地震作用下的滞回耗能特性为基础，讨论单自由度体系在短持时脉冲型、中等持时多频谱型以及长持时型等3种不同类型地震波作用下的一周加载循环中的最大滞回耗能增量与体系非弹性最大位移反应的关系，提出基于结构滞回耗能特性的结构非弹性最大位移反应的简化计算公式，并指出简化公式的适用范围。由分析可知，当一周最大滞回耗能增量在总滞回耗能量中所占比例在50％－80％之间时，结构可能产生冲击型破坏，可仅由最大位移反应和一次循环最大滞回耗能增量作为评估结构的抗震性能的指标。若最大一周滞回耗能增量在整个地震地面运动作用时程的总滞回能中所占百分比太小，体系可能产生累积损伤破坏，应考虑结构滞回耗能总量，滞回耗能总量是分析结构累积损伤的重要参数之一。     

挖掘机提升系统的动载荷计算

考虑到挖掘机提升系统多自由度模型下动载荷计算的复杂性,在设计初期,将提升系统的传动件如轴、齿轮和联轴节及结构件均视为刚性元件,只将提升钢丝绳视为弹性元件,并不考虑阻尼的影响,提出了将挖掘机提升系统的多自由度模型简化为二自由度模型.通过拉格朗日方程法对在堵转工况下斗杆垂直于动臂、斗杆全伸出位置进行计算,得出提升钢丝绳的动载荷系数,并与多自由度模型下求得的动载荷系数比较.结果表明,在初步设计中可用二自由度模型代替多自由度模型,达到简化计算的目的.     

多自由度强非线性振动的渐近解

将解强非线性单自由度振动的改进的Ｌ－Ｐ方法推广到多自由度系统,提出了一个摄动展开式,求出了多自由度强非线性系统的渐近解。该方法有较广泛的适用性。     

机构封闭组合与创新设计

串行连接和并行连接的基本机构是单自由度机构.根据机构的结构原理和组成原理,按其连接方式,提出了单自由度机构与多自由度机构的组合称为封闭式连接组合的观点,并用两自由度机构和单自由度机构的组合实例进行了说明和论证.所提出的封闭组合方法不但增强了机构组合方法的可操作性,而且有利于机构创新设计.     

多自由度系统高频振动的研究

本对承受初条件和冲击载荷的多自由度阻尼系统中高频振动的激发机理进行了研究。并通过优化传动系统中的J、K和减小初条件来控制高频振动的产生。     

复杂机械系统动力分析

利用多刚体系统动力学中的Ｒ．Ｓ．Ｈｕｓｔｏｎ法，对其中既有集中质量载荷，又有均布质量载荷，刚体间既允许有低副连接，也允许有高副连接，刚体运动既受串联关系影响，又受并联关系影响的复杂机械力学系统，利用图论描述其结构，经实施两种性质不同的减缩化，使之成为有根树状力学系统，建立起统一的动力学模型，获得了一般的动力学方程。最后，以三齿轮—四连杆组合机构为例，进行了分析计算。     

多自由度非线性系统的频域识别

通过拟合近似频响函数，在频域中研究多自由度非线性系统参数的识别问题，实例计算结果表明本文的方法是正确的。     

升降台铣床动态试验分析

介绍通过相对激振测定升降台铣床切削点动柔度矩阵的原理，结果以及模态分析结果，并与切削试验结果对比证明激振试验结果可信，指出建立机床多质量多自由度等效系统模型的必要性。     

基于仿生学原理多自由度柔性臂及其控制的研究

基于仿生学原理研究设计了一种新型的气动驱动多自由度柔性臂，通过研究构建了其动力学模型和控制系统模型，为该装置的实际应用奠定了理论基础。     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法研究

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。