阻尼效应的振动台模型试验研究

设计并进行了10层框架的模型振动台试验,分别进行了低频、中频、高频地震波模型试验.根据模型试验结果,应用不同模型试验数据分析方法——自由振动衰减、半功率法和HHT变换法,得出了模型结构前3阶自振频率及对应的振型阻尼比;再分别采用Rayleigh阻尼假定和Caughey阻尼假定,进行了相应模型结构地震反应的数值模拟,比较了不同阻尼模型之间的差异;较为详细地描述了根据试验结果作出较为合理的数值模拟的过程.     

隔震频率和阻尼对储罐抗震效果的影响

利用隔震储罐三质点力学模型,编程计算隔震储罐的地震反应,分析了隔震频率和阻尼对减震效果的影响.结果表明,采用适当参数的隔震基础,能够明显降低储罐的地震反应.在理想隔震频率范围内,隔震频率对储罐地震反应控制起主导作用,而阻尼的影响较弱,而且增大阻尼不一定降低储罐地震反应;当隔震频率大于6rad/s时,阻尼对地震反应的影响增强.     

复杂高层结构随机地震反应中阻尼模型的影响分析

扼要比较了Rayleigh阻尼和Caughey阻尼两种阻尼模型,利用ANSYS软件中的APDL编程语言进行二次开发,将Caughey阻尼模型应用到复杂高层建筑结构的随机地震反应分析中;以某实际复杂高层建筑为例,采用现场测试和数值模拟相结合的方法,分析了不同阻尼模型对复杂高层结构随机地震反应计算结果的影响,讨论了Rayleigh阻尼模型和Caughey阻尼模型的适用范围.结果表明,Rayleigh阻尼模型的曲线形状与所选取的控制频率相关,两控制频率间的计算阻尼比小于实测结果,两控制频率以外部分的计算阻尼比则大于实测阻尼比;Caughey阻尼模型能在较大频率范围内较准确地反映结构的阻尼特性.     

单向地震模拟振动台的设计

为了深入了解自行组装模式下地震模拟振动台的性能,基于地震模拟振动台的组成及工作原理,提出了振动方向、驱动方式、台面尺寸及控制模式等方面振动台参数的设计与分析方法,阐述了系统的动态性能分析以及组成部件参数的优化过程.东南大学自行组装的振动台系统参数设定为单水平向,电液伺服驱动,钢焊结构台面,台面尺寸6m×4m,最大承载模型重30t,最大加速度1.5g,最大速度600cm/s,最大行程±250mm,最大激振力±1 000kN,频率范围0.1~50Hz。在空荷载和钢架模型荷载情况下,利用EL-Centro地震波、Taft地震和Kobe地震波在压缩比为1∶1,1∶2,1∶3,1∶4的情况下进行地震模拟试验,波形相干系数均大于0.75.试验结果表明,这种组装振动台的波形失真小,动态性能稳定,可以满足大部分抗震试验的需要.     

地震模拟振动台三台阵反力基础动力特性试验

简要概括地震模拟振动台反力基础的研究现状,通过输入扫频波和间断正弦波对福州大学地震模拟振动台三台阵系统反力基础进行动力特性试验研究,分析该台阵反力基础的振动反应及其对试验大厅和周围环境的影响.试验结果表明,反力基础的振动反应具有多峰值现象,该台阵系统引起的基础振动反应幅值较小,同时,具有隔振沟的群桩基础振动台可以有效减小振动对周围建筑的影响.该台阵基础可为地震模拟振动台阵反力基础的设计施工提供参考与借鉴.     

小尺寸金属阻尼器试验及模拟研究

振动台模型试验往往由于振动台的尺寸限制采用缩尺模型,而结构中阻尼器根据相似比例缩尺后尺寸小、制作难,性能难以确定。为研究小尺寸金属阻尼器在振动台地震波作用下的性能,对一种用于1/5比例振动台模型试验的小尺寸金属阻尼器进行研究,对两种型号的试件进行了反复加载试验及疲劳试验,并进行有限元模拟分析。试验及分析结果表明,有限元模型合理有效,可用于小尺寸金属阻尼器的设计分析;试件在反复荷载作用下,塑性主要集中于翼缘和腹板与连接板相连处,而加载频率对试件的承载力影响不大,加载频率的加快则会使试件的滞回关系出现捏缩现象;特定疲劳荷载作用下试件的性能较好;小尺寸阻尼器性能难以预计,需要根据其试验结果来确定其屈服位移和峰值位移,以用于整体结构振动台试验分析。小尺寸金属阻尼器的试验方法和分析方法可为小尺寸阻尼器的研究提供一定的参考。     

岸桥结构振动台-模型试验与原型对比的研究

基于振动台试验,研究缩尺模型与原型的相似关系以及如何由模型反应正确推导原型反应.对缩尺模型进行地震模拟试验,采用Abaqus分别对原型和试验模型进行有限元建模并进行地震响应分析.研究分析原型结构的计算值与由振动台-模型试验实测值按相似比尺推导出的原型地震响应值,通过原型与试验缩尺模型的频率、结构关键测点的加速度、位移、应力等的对比,验证了模型与原型相似关系的准确性.研究结果表明,振动台-模型试验可以真实地反映岸桥原型结构的地震响应,可为大型起重机结构缩尺模型的设计及后续的地震试验研究提供了参考.     

土层地震反应显式计算中阻尼矩阵系数的选取

针对LS-DYNA程序关于土层地震反应显式计算中形成阻尼矩阵的方法开展讨论.首先,讨论了采用质量比例阻尼矩阵假定对各阶振型阻尼比带来的影响;然后分别应用时域和频域分析方法对三种不同类型土层的地震反应进行计算,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了采用质量比例阻尼矩阵假定对计算结果的影响;最后,对质量比例阻尼系数的确定提出了建议:当仅计算土层地震位移反应或当土层基频高于下卧基岩输入地震波的主要激励频率条件下计算土层地震加速度反应时,以目前由土层基频计算质量比例阻尼系数的方法是可行的;但当土层基频接近于,特别是远低于输入地震波的主要激励频率时,应用土层基频和输入地震波反应谱峰值频率的算术平均值替代土层基频计算质量比例阻尼系数,可有效提高土层地震加速度计算精度.     

用系统识别方法确定结构的线性参数

在同济大学4×4m双向模拟地震振动台上对两跨钢框架进行了动力试验。本文研究利用系统识别对试件的线性特性进行参数识别。根据振动台台面再现的地震记录——水平双向输入波和试件相应的反应时程测量数据,用单纯形的参数估计方法对试件的质量、偏心率、刚度以及周有频率等参数在时域中进行识别。本文还闸明单纯形法的基本原理和参数识别的主要步骤。     

改进的瑞利阻尼系数计算方法在岸桥结构地震反应分析中的应用

在对岸桥结构进行地震反应时程分析时,瑞利阻尼系数在很大程度上影响计算的精度.文中考虑了地震动的频谱特性和结构自身的频率特性,提出一种改进的阻尼系数的计算方法,使计算得到的阻尼系数更合理.采用不同的方法计算得到不同阻尼系数,并将这些阻尼系数分别设置在岸桥结构动力时程分析中,所得结果同振动台地震模拟试验所得的试验值进行了比较.结果显示:在不同的地震波激励下,当数值计算结果与试验值最接近时,其阻尼系数计算所采用的不是同一种方法;改进后的方法得到的阻尼系数能使不同地震激励下岸桥结构时程计算结果较好地符合试验结果.     

围护墙多功能减震结构的地震反应频响分析

围护墙多功能减震结构是一种新型减震结构,具有调频质量减震和阻尼耗能减震等多种耗能减震功能。为了研究此减震结构在地震作用下的响应特性,本文建立了减震结构在地震作用下的动力方程,推导了减震结构地震响应的传递函数、频谱密度,得到主要影响参数对该结构减震效果的影响,并采用模拟地震振动台进行普通框架结构和此结构的对比验证,通过加速度(位移)功率谱密度和加速度(位移)频响幅值反映出各设置工况下的减震规律。结果显示,与普通框架结构相比,该结构的功率谱密度和频响幅值均有不同程度的减小,减震幅度最大可达39.97%,表明该结构体系在地震波作用下具有很好的减震效果,并在参数设置合理的情况下,减震效果更佳。     

一座木结构模型的振动台实验研究

通过对木结构模型的振动台实验,讨论木结构模型实验体的动力测试方法,确定木结构构筑物在地震作用下的破坏机理,同时讨论了节点动力特性.研究了结构动力特性及地震反应的变化规律.通过实验可知在地震荷载作用下节点变形是非常重要的破坏准则,为危旧住房以及农村乡镇住房的抗震加固寻找有效且经济可行的方法.     

液化地基自由场振动台试验的土性参数识别

基于已进行的液化地基自由场振动台试验,利用参数识别技术对试验记录的土体加速度和孔隙水压力进行分析,研究了场地液化机理及土的动力特性.由自由场振动台试验的土体加速度记录求出土体的动剪切应力—应变曲线,并研究了土体的动剪切模量及阻尼特性随动剪切应变的变化关系.结果表明:利用参数识别技术识别的土的刚度与土动力性质试验获得的数据基本一致,而阻尼要高于土动力性质试验的结果;孔隙水压力增长对土的剪切波速有影响,会引起土的刚度降低.     

基于传感器的频率补偿电路研究

探讨了一种频率补偿电路，将一个在高频部分衰减了的“模拟某传感器特性的电路模块”高频部分补偿回来，所有频率补偿部分都采用了模拟电路方案来实现。传感器特性的电路模块的模拟高性能音频运算放大器0PA2134，能够做到超低失真，低噪声音频应用完全指定。整个补偿模块实现了在频率达到100kHz时衰减，并在70kHz前没有明显波动，最后用MSP430f5438a低功耗单片机显示输出峰值及对应波形。     

人-结构系统的水平耦合振动特性实验研究

针对人-结构系统问题,建立了人-结构振动实验平台,研究人(静止站立)-结构系统水平振动特性。对比平台结构和质量块-结构系统,表明附加质量块的质量块-结构系统水平自振频率会显著降低;对比平台结构和人(静止站立)-结构,表明人-结构系统的水平自振频率会降低,但与重量相当的质量块-结构系统相比,降低幅度相对较小;对比平台结构和人-结构系统以及质量块-结构系统和人-结构系统的前三阶阻尼比,表明人静止站立在结构上,会对结构产生明显的阻尼效果,并且当考虑结构上人的动态特性作用时,只将人简化为质量块附加在结构上是不正确的。     

MB-OFDM UWB接收机IQ不平衡和载波频偏的联合估计与补偿

研究多频带正交频分复用超宽带（MB-OFDM UWB）接收机的IQ不平衡和载波频偏对系统性能的影响,提出一种时频域结合的IQ不平衡和载波频偏参数估计和补偿方法.接收机利用同一频带上的3个重复前导符号在时域作载波频偏估计和IQ不平衡估计,对数据单元预补偿;接收机利用数据单元的导频在频域进行残余IQ不平衡的逐段估计和补偿.仿真结果表明,这种时频域结合的参数估计和补偿方法能够克服IQ不平衡和载波频偏所带来的影响,当归一化CFO设定为40 PPM时,可以实现幅度不平衡因子g=1.1和相位不平衡因子θ=10°以内的有效补偿.所设计方法具有较高的精度,并且适用于长符号MB-OFDM UWB系统.      

基于Keystone变换的宽带脉冲多普勒雷达目标运动补偿算法

针对由运动目标在步进频间不同频点引入的多普勒频率跨速度分辨单元走动问题,提出了基于Keystone变换的补偿方法,即通过时域的伸缩变换来补偿多普勒频率走动问题,并研究了基于多通道Keystone变换和基于装订信息的两种解速度模糊方法.仿真结果表明,该方法可以有效提高速度分辨率和信噪比,解决目标运动带来的峰值降低、波形发散等问题.     

电动车辆驾驶室隔振系统建模与振动特性分析

针对电动车辆驾驶室的低频振动问题,首先建立了底部装有4个隔振器的驾驶室有限元模型,提出采用三个方向的非线性弹簧阻尼单元的方法来等效替代隔振器,并进行约束模态分析.根据模态分析结果,讨论了驾驶室晃动产生的原因,并在此基础上,给出了两种减小驾驶室晃动的隔振器设计改进方法.根据实际使用情况,对液阻型橡胶隔振器进行了设计和静力分析,改善驾驶室的乘坐舒适性,此外通过调整隔振器的安装位置有效地减轻驾驶室的振动,模态分析结果显示振型频率均有所提高,同时第4阶振型变为驾驶室后壁局部振动.最后,利用有限元仿真,对驾驶室隔振系统进行振动分析,结果表明调整隔振器安装位置后的驾驶室减振系统在低频路面位移激励下垂向振幅明显减小.     

品质因子估计与地震波衰减补偿研究

精确计算地层品质因子以及反Q滤波处理,是提高地震资料分辨率的重要手段。针对品质因子估计,采用数值模拟的方式系统研究了谱比法、质心频移法和峰值频移法,发现在三类方法中谱比法的精度和稳定性最高;针对反Q滤波,系统研究了基于稳定因子和基于反演的两类反Q滤波方法。对比结果表明,两类方法基于的模型和利用的品质因子虽然有所不同,但均能够对地震波传播过程中的振幅衰减和相位畸变进行稳定而有效的补偿和校正。