用拉普拉斯变换方法求解非比例阻尼隔震结构

将基础隔震结构用双自由度振动体系模拟,在建立振动运动方程时考虑振动系统非比例阻尼效应,用小参数展开法导出了体系动力特性的近似解析解．用拉普拉斯变换方法获得该种隔震结构地震时域响应的积分解,并在数值算例中分析了等代体系动力特性及地震响应计算结果的精度．     

隔震结构动力时程响应的一种工程实用算法

对非比例阻尼体系动力响应的时域一般解答做了简介,分析了非比例阻尼隔震体系在阻尼耦联及频域响应方面的特点,提出了任意多自由度体系时域动力响应的一种工程实用算法.并通过实际隔震工程算例的结果对比,表明本文算法与复振型分解法、双精度Fortran下的Wilson θ法及Matlab下的Simulink这3种方法几种算法的时程曲线完全重合.     

小震下隔震结构的随机响应及失效概率分析

探讨了叠层橡胶隔震体系在"小震"条件下的随机响应及失效概率分析模型.基于非比例阻尼多自由度线性模型,采用隔震工程设计中所使用的参数,用林家浩法构造虚拟激励,导出了非比例阻尼隔震结构在"小震"条件下的"虚拟"响应幅值向量的解析表达式.采用最大层间弹性位移限值作为控制指标建立极限状态方程,计算隔震结构在"小震"条件下发生开裂的条件失效概率.选用了1个7层的隔震框架作为数值算例,通过4种不同的方法对求得的随机响应进行对比,并采用MonteCarlo直接动力模拟方法进行检验,证实方法精度良好.     

多刚体广义单自由度振动体系频率分析

利用D’Alembert原理,对多刚体多质点单自由度振动体系的动力特性进行了分析,导出了体系的频率计算公式.该公式与单质点单自由度振动体系频率的计算公式相同,它适用于各种情况的单自由度振动体系的频率计算,只需对不同的单自由度体系计算出相应的等效刚度和等效质量.     

层间隔震底层框架砌体房屋动力计算方法

底层框剪结构多层砖房在城市建设中应用广泛,这种房屋的特点是由2种承重和抗侧力体系构成的,但是这类房屋的抗震性能较差．为此,提出把隔震橡胶垫放置在上部砌体与底层框架结构之间的隔震措施,它依靠隔震层较大的变形和耗能能力,大大削弱了地震对建筑结构的影响．由于上部砖房的刚度比隔震垫与底层框架的刚度大得多,因此可以将隔震房屋模拟成具有2个自由度的系统．并分析了此类房屋的动力特性,与隔震振型的参与系数相比,非隔震振型的参与系数非常小,隔震振型控制了系统的反应,得到了用来求解此类房屋动力计算的实用方法．为建立实用设计方法、推广层间隔震结构的应用提供了有效途径．     

多层隔震框架多自由度体系的解耦动力分析

根据隔震结构的特，点提出解耦假定，建立了振动系统分解法，将多层隔震框架的串联多质点振动体系分解为结构与基底限位阻尼器组成的弹塑性刚体滑移振动和上部结构体系内部的弹性相对振动两个系统．针对相对坐标系下的弹塑性滑移振动运动方程，用Ｗｉｌｓｏｎ－θ法构造了系统分解法直接动力分析新算法．通过输入不同地震波显示，使用系统分解法求得的上部结构动力反应与普通直接动力分析法结果相差不大，但却可将隔震器设计阶段的弹塑性动力分析简化为单自由度体系．     

多自由度电流变阻尼隔震结构的数值分析

采用电流变智能隔震装置对多自由度结构进行了基础隔震控制.给出了电流变智能隔震装置的基本构造,提出了隔震装置的恢复力模型.根据摩擦结构运动机理,分析了隔震结构的动力特性,给出了隔震结构各阶段的运动方程及其判别准则,编制了结构非线性动力分析程序.对多自由度隔震结构进行了动力时程分析,分别采用3种恢复力模型的隔震装置对结构进行控制.结果表明,采用电流变智能隔震装置对结构进行控制可以有效地限制隔震层的位移.此外,拟限位型隔震装置还可以有效降低结构加速度,拟摩擦装置对结构加速度有所增加.     

隔震桥梁结构的简化反应分析及设计参数研究

在规则隔震桥梁结构简化为2自由度系统的基础上,利用等效线性化方法进一步将以隔震模态为主的2自由度隔震桥梁结构简化为双线性的单自由度隔震系统,考虑了隔震支座的双线性特性,并计入了隔震支座下部结构质量及墩柱粘滞阻尼比等参数对结构响应的影响,提出了相应的计算力学模型,重点讨论了隔震支座的剪切位移延性、硬化刚度比、隔震桥梁结构的质量比、隔震模态周期、墩柱周期及其粘滞阻尼比等参数对隔震桥梁结构在近场地震作用下非线性动力响应的影响,并对隔震支座设计参数的选取给出了合理的选择标准.     

多自由体系基底隔震结构幅频特性的解析分析

国家现行的建筑抗震设计规范涵盖了抗震、隔震和消震3种防御地震作用的技术方法,其中采用隔震技术适用于以剪切变形为主且高宽比不大于4的建筑。建筑隔震设计依赖于地震反应谱法和时程分析法,设计分析过程相对比较繁琐。针对在地基简谐运动激励下的多自由度体系,文章采用复数法建立结构动力响应幅频关系的解析解,并由此进行参数分析来考察基底隔震层参数的变化对上部结构层间位移分布特性的影响规律,并对隔震参数选择提出了一个简化分析方法。分析结果对深刻认识基底隔震建筑的动力特性和隔震设计具有一定的参考价值。     

挖掘机动力总成悬置系统建模仿真研究

文章将液压挖掘机动力总成悬置系统置丁整机水平,研究其建模和振动特性;在ADAMS中建立包含动力总成和整机机架的12自由度模型,通过仿真,比较动力总成6自由度模型和12自由度模型的系统模态和振动特性,并获得系统12自由度模型的振动传递率,结果表明12自由度模型更接近实际情况;同时通过实验验证了该12自由度模型的正确性,为...     

具有弹性地基的多层隔振系统的动力学方程

导出了地基土层的动能、势能及该土层的等效质量、等效刚度、等效阻尼系统,从而对于具有弹性地基及联合基础的多层隔振系统提出了一种动力学建模的新方法．该方法能较简便地将弹性地基等效为一个附加在原基础之下的质－弹－阻隔振层,从而将这一复杂的隔振系统的动力学建模问题转化为一般的多层隔振系统的动力学建模问题．     

一种几何非线性低刚度高阻尼隔振器动态特性研究

为了实现隔振器低动态刚度和高阻尼的设计目标,利用两层变杆长X型机构,提出一种新型隔振器.首先,采用谐波平衡法获得所建隔振系统动力学模型的稳态解析解,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、等效刚度、等效阻尼和力传递率.然后,根据力传递率,将新型隔振器与常规线性隔振器和准零刚度隔振器进行对比分析.同时,采用有限元方法对获得的解析解进行了有效性验证.最后,分析并给出系统参数对新型隔振器隔振性能的影响规律.结果表明：与常规线性隔振器相比,新型隔振器具备更小的动态刚度和更高的阻尼输出;与准零刚度隔振器相比,本新型隔振器除了能保证低刚度和高阻尼输出之外,还具有较好的稳定性与静承载能力;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,可通过灵活调整隔振系统各设计参数满足不同的隔振需求.     

船舶垂荡运动下转子-隔振系统的非线性动力学分析

为了分析船舶垂荡运动下,气囊-浮筏隔振装置耦合转子系统的运动规律,建立了船体垂荡作用下具有气囊-浮筏隔振装置的转子-轴承系统动力学模型。采用数值方法对系统的稳态响应进行仿真计算,讨论了转子系统随转速变化的非线性动力学特性,以及气囊-浮筏隔振装置对转子系统振动的抑制效果。结果表明：随着转子转速的增加,转子系统的动力学响应出现拟周期、多分支拟周期以及混沌等复杂的非线性动力学现象。在较宽的转速范围内,气囊-浮筏隔振装置能够有效抑制转子系统的振动,并能滞后和限制转子进入混沌状态。     

变杆长X形结构隔振系统动力学特性研究

针对传统三参数隔振器谐振段与高频段的隔振效果不能同时保证的问题,提出了一种将几何非线性特征变杆长X形结构隔振器的模型.该模型采用谐波平衡法建立动态响应解析模型,并且将解析解与时域数值解和多体动力学软件Adams得到的仿真数据进行对比,证明解析解正确.在此基础上,分析了变杆长X形结构隔振系统的等效刚度系数、等效阻尼系数、力传递率和多频稳态激励条件下传递到基础的动态力以及关键设计参数对隔振系统传递特性的影响.结果表明变杆长X形结构隔振系统等效刚度和等效阻尼呈单调递增变化;变杆长X形结构隔振系统谐振峰值显著减小且频率未发生变化,对应时域力响应也呈现出相同的变化特征.     

一种含放大机构隔振器的动力学特性研究

利用四端铰接杆,提出一种含放大机构的新型隔振器.采用谐波平衡法获得隔振系统动态响应的解析表达式,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、绝对位移传递率、等效刚度系数和等效阻尼系数.理论计算结果与常规线性隔振器进行对比,并开展了验证试验.分析并给出系统参数对含放大机构隔振系统动态性能的影响规律.结果表明:与常规线性隔振器相比,在时域范围多频激励条件下含放大机构隔振系统惯性质量的绝对位移传递率幅值得到明显衰减;同样,在频域范围惯性质量的绝对位移传递率幅值也得到显著衰减,且谐振频率略微向高频移动;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,通过灵活调整隔振系统各设计参数可以实现不同的隔振目标.      

单质体反共振隔振振动机械的理论及应用

将动力反共振原理DAVI应用于振动机械,提出一种新型反共振隔振振动机械,即单质体反共振隔振振动机.利用Lagrange方程建立了该振动机械的数学模型,推导了传递率的表达式,并给出了配重对筛机振幅的影响及该种振动机动力学参数的选择计算方法.通过计算机仿真和模型试验证明了这种振动机的隔振效果优于一次隔振,接近二次隔振.通过合理选择动力学参数,振幅减小量几乎可以忽略不计,振幅的减小还可以通过适当增加激振力得到补偿.     

类椭圆非线性迟滞隔振系统的动力学模型

应用类椭圆函数建立了非线性迟滞隔振系统的动力学模型，并导出了系统动力学模型的实用表达式.该模型由非线性刚度和非线性阻尼构造而成，模型中各个参数具有明确的物理意义，各阶刚度系数能很好地描述系统中存在的线性和非线性特性，而阻尼函数能很好地描述系统的迟滞和耗能特性.模型中含有待辨识的阻尼成分函数，该函数能反映系统中可能存在的高阶阻尼、粘性阻尼和干摩擦阻尼等各种阻尼成分.由于在模型中将阻尼项表示为位移的函数，因而减少了测量工作量，方便了数值计算.应用动力学模型重构了非线性迟滞隔振系统的恢复力-位移回线，结果表明理论回线与实验回线吻合得很好.     

Improved Active Vibration Isolation Systems

The control force, feedback gain, and actuator stroke of several active vibration isolation systems were analyzed based on a single-layer active vibration isolation system. The analysis shows that the feedback gain and actuator stroke cannot be selected independently and the active isolation system design must make a compromise between the feedback gain and actuator stroke. The performance of active isolation systems can be improved by the joint vibration reduction using an active vibration isolation system with an adaptive dynamic vibration absorber. The results show that the joint vibration reduction method can successfully avoid the compromise between the feedback gain and actuator stroke. The control force and the object vibration amplitude are also greatly reduced.     

基于相似理论的钢筋混凝土建筑结构振动模态

以三层钢筋混凝土建筑结构为研究对象，将其简化为3自由度的弹簧-质量振动系统，用相似理论建立振动系统的实验模型，制作等效的建筑结构实验模型．用传递函数响应方法对实验模型进行动态响应实验研究，测得振动系统的固有频率和振型，掌握振动系统的动态特性，为钢筋混凝土建筑的结构设计和系统减振设计提供动力学的实验测试方法，尤其给安装在建筑物内机械设备的振动控制提供了设计依据．     

高层隔震结构等效模型研究

为研究高层隔震结构的动力性能,尝试用隔震层上部子结构前两阶频率和前两阶振型与悬臂等截面直杆剪切相似且考虑上部结构总质量不变的准则推导高层隔震结构3质点等效模型.所推导的上部子结构2质点模型和全结构3质点模型较好地考虑了高阶振型的影响,分别较好地等效了剪切型高层抗震结构和隔震结构,同时发现高层隔震结构的振型质量参与系数无...