框架剪力墙结构的滤波减振特性

目的将固体物理学中周期结构理论拓展应用到土木工程中,计算框剪结构的频散动力特性,进一步研究框剪结构的滤波减振特性.方法首先应用COMSOL M ULTIPHYSICS建立了框剪结构标准层楼结构模型并施加周期性边界条件,求解计算框剪结构频散关系;其次参数分析讨论了框剪结构典型参数对第一衰减域的影响;最后应用ANSYS对框剪结构模型进行模态分析、频率响应分析和时程分析,验证其滤波特性.结果框剪结构频散曲线具有带特性.当外部激励处于滤波衰减域范围内时,振动随着传播不断衰减,结构响应较小;相反当外部激励处于滤波衰减域范围之外时,振动随着传播没有衰减,结构响应较大.结论应用周期结构理论,可有效分析框剪结构的滤波减振特性,利用该特性有望在设计阶段对框剪结构进行优化布置,从而减小框剪结构内部设施在外部激励下的动力响应.     

矩形浮桩在竖向P波地震激励下的动力响应

基于桩-土动力相互作用,研究了矩形桩在竖向P波地震激励下的动力响应.将桩下支撑土体简化为虚土桩,桩-土系统位移假定为由沿桩轴线的轴向位移函数和水平方向的2个衰减函数组成.在求得自由场的位移后,运用Hamilton原理得出桩体和虚土桩位移函数及2个衰减函数的控制方程和边界条件.采用一个迭代程序对位移和衰减函数解耦并求解.最后,对桩纵向振动特性和桩周土的动力反应特性进行了无量纲参数分析,发现矩形桩在竖向P波激励下的响应明显不同于圆桩.     

弹性地基不可伸长梁的3次超谐共振响应分析

基于建立的弹性地基不可伸长梁的非线性动力学模型,针对横向简谐激励下弹性地基梁的3次超谐共振响应进行研究,分析了主要参数对其非线性动力学特性的影响.利用多尺度方法,求得弹性地基不可伸长梁的3次超谐共振幅频响应方程,进而得到梁的幅频响应曲线并分析了弹性地基模型、Winkler参数、外激励幅值及边界条件等对梁非线性动力响应的影响.结果表明:三参数模型中第二弹性层促进梁动力响应软弹簧特性的发展,且该模型强化梁动力响应的非线性特性;外激励幅值对梁3次超谐共振响应的动力学特性有一定影响,引起骨架曲线初始偏移量的改变.     

铁路悬索桥自振特性及结构参数的研究

大跨度桥梁的自振特性分析是桥梁抗震、抗风设计以及进行车桥动力相互作用分析的基础,结构的自振频率是大跨度桥梁动力特性的关键参数.本文以武汉天兴洲长江大桥大跨度悬索桥方案为工程背景,对其进行自振特性的计算,并就几项结构参数对自振特性的影响进行了分析,得出了一些合理的、有意义的结果.     

海口扰动红粘土动破坏准则分析

通过选用不同的动力破坏准则来分析海口红粘土的动力特性.提出了一些装样时的改进方法,介绍了动三轴试验操作过程.对不同破坏准则理论的分析结果进行比较,认为用极限平衡法比较保守,而应变5%破坏准则的方法较为稳定和简便.由《地基动力特性测试规范》计算出海口市相应的等效破坏振次,并用拟合的方法求得海口红粘土的动强度参数.     

应变片检测方法的低通特性

对应变片检测方法的动态特性进行研究,了解其获得试件高频率域动力学特性的可行性.通过建模并定性分析,表明应变传感器系统具有低通特性.比较由试验获得的振动加速度传感器信号和应变传感器系统信号在时域、幅值域、频域三域中的差异,证明应变传感器系统具有低通特性.因此,使用应变传感器系统检测高频动态信号,高频信息将被衰减,大部分频谱信息将被丢失.     

冻融循环-动水冲刷对间断级配沥青混合料特性参数影响

沥青路面在水、温和荷载长期作用下服役寿命明显降低.为探寻沥青混合料路用性能衰减规律,本文自主研发了沥青混合料动水冲刷模拟试验装置,对沥青混合料马歇尔试件开展多次冻融循环-动水冲刷循环作用,分析了沥青混合料特性参数变化规律,结合CT切片扫描,探寻了沥青混合料内部结构变化规律.结果表明:在冻融循环-动水冲刷循环前期,各特性参数都呈现出较快的增长或衰减;在外加动力水压作用下,沥青混合料内部吸水量会逐渐增加至饱水状态,沥青混合料试件内部的微开口孔隙会发生结构与形态的变化;经12次冻融循环-动水冲刷循环,沥青混合料的劈裂强度降幅高达65.44%.研究结果为深入了解沥青路面水损害机理提供了理论基础.     

边界单元法在地基动力分析中的应用

本文系采用边界单元法对半无限地基进行三维动力分析.分析表明,在半无限体的三维动力分析中,该法远比有限单元法优越得多.文中有关基础与地基间相互作用的动力分析问题的讨论,仅限于三维刚性基础和均质线弹性(或粘弹性)土体.本文将动力问题用边界元法表示成时间域中的公式,并以逐步积分法求得相应的动力反应.最后,将圆形和矩形刚性基础的计算结果与理论值相比,两者十分吻合.     

南宁永和大桥动力特性研究

桥梁结构的动力特性（固有频率和振型）是结构动力分析和抗震分析的重要参数．以南宁永和大桥为研究对象,通过建立空间结构模型,计算分析了钢管混凝土拱桥的动力特性,探讨了主要结构参数对其动力性能的影响,为该类桥梁的抗震设计研究提供了分析的基础．     

饱和软土场地格栅加筋路堤地震动力响应分析

为探讨饱和软土场地中格栅加筋路堤地震动力响应特性规律,基于大型通用有限元分析软件ADINA,建立了饱和软土地基上格栅加筋路堤的数值分析模型,研究了布筋方式、筋材弹性模量与间距及路堤填料性质对格栅加筋路堤地震动力响应的影响规律.结果表明:增大筋材弹性模量可有效提升路堤动力稳定性,且筋材越靠近路堤底部其效果越显著;随着加筋层数增加,加筋效果提升率有所衰减;增加填料摩擦角和填料黏聚力可提高加筋路堤动力性能,但填料土性参数达到一定幅值后,其变化所引起动力性能提升效果降低.     

地基动力阻抗的双自由度集总参数模型

在土－结构动力相互作用分析中，下覆地基对基础与结构的阻抗函数通常强烈地依赖于外加激振频率。当结构为线性时，耦联体系的动力分析可采用子结构法在频域上有效地实施。但对于非线性结构，在时域上要用与频率有关的动力阻抗进行相互作用分析就变得十分困难与复杂。而单靠采用某一频率下动力阻抗函数固定值的单自由度集总参数模型不能充分地包含所有频率成分而难以反映实际性态。     

不同品种小麦籽粒延迟发光特性分析

本文针对测量得到六个不同品种小麦籽粒的延迟发光信号进行分析、处理,得到延迟发光初始强度和衰减系数等时域特征参数以及峰值点频率和频谱重心频率等频域特征参数。对比不同品种小麦籽粒的这些特征参数,发现品种不同,其各项参数取值也有较为明显的差异。本研究为小麦籽粒品种的快速、无损判定提供了一个新的思路。     

考虑弹性基础的气液两相流海洋立管耦合振动分析

基于气液两相流立管系统的模态分析和气液两相流流动特性试验,预测与评估不同流态的气液两相流引起弹性基础上海洋立管的振动特性。模态分析中考虑流体密度分布的变化和不同弹性基础系数对振动模态的影响;气液两相流流动特性试验中,绘制含7种流型的流型图,测试各流型的压力波动特性并进行时频分析。模态分析与试验结果相结合,分析不同弹性基础时7种流型引起立管共振的可能性,并预测各流型引起立管振动的特性。最后,测试7种流型引起的试验装置的振动响应,验证耦合振动分析方法的准确性。结果表明:气液两相流和弹性基础对立管系统的固有频率和振型有显著影响;立管系统无弹性基础支承时,严重段塞流I、严重段塞流Ⅲ、段塞流和波动气泡流会引起立管系统的共振;基础的弹性系数较大时,两相流不会引起立管系统的共振,试验装置的振动响应与管内两相流流动参数的波动规律一致。     

基于小波变换的含间隙太阳能帆板动力学试验分析

为了有效地提取含间隙可展结构振动信号中所包含的动力学特征量,在分析传统Fourier方法局限性的基础上,引入基于小波变换的数据处理和分析方法。对含间隙太阳能帆板在收拢和展开状态下施加单脉冲的激励,测试标志点的加速度信号,系统地分析了间隙对动力学性能的影响。结果表明:小波变换能够较好地表征含间隙可展结构的时频特征信息,可以得到系统的频带以及各个频度衰减的速度和时间。实现了对航天可展结构动力学性能在时频域内的“精细”考察,将有助于提高航天器结构的分析与设计水平。     

寒区海上风电基础锥体动冰荷载

为了明确有冰海域加锥风电基础结构的动冰荷载模型,通过寒区风电基础锥体结构现场观测得到的海冰破碎特征数据,研究了随机动冰荷载模型在风电基础结构上的适用性;基于现场观测数据发现冰力周期和冰力幅值均服从正态分布。通过对海上风电结构及油气平台等不同尺寸锥体上测量数据的分析,建立了平均冰力周期和冰厚、冰速参数之间的关系式,对比实测周期,两者基本吻合。同时确立了平均冰力幅值与极值静冰力之间的关系,建立了锥体随机动冰荷载模型。结合此风电基础现场实测的海冰数据,模拟动冰荷载并施加到有限元模型中,对比数值分析结果与实测的结构响应加速度,结果表明两者在时域和频域上均吻合较好。可见构建的随机动冰荷载模型能够用于分析加锥风电结构抗冰性能。     

基于阶次分析的无人机挂飞振动正弦分量幅值准确提取技术

传统的快速傅里叶变换分析装备在变转速工况下的振动信号出现"频率模糊"现象,针对此问题提出一种无键相阶次分析方法。首先通过控制系统或其它途径预估转速变化范围,确定窄带滤波频带;然后对信号进行窄带滤波;之后利用Hilbert变换计算滤波后信号的瞬时频率;最后根据瞬时频率对信号进行重采样得到角度域平稳信号,对角度域信号傅里叶变换得到阶次谱。通过信号仿真验证了该阶次分析方法有效、准确,并应用到装备在无人机的挂飞振动信号分析中,用于准确提取变转速工况下振动信号中正弦分量的幅值,为准确制定装备的振动环境试验条件奠定基础。该方法是对阶次分析方法的有效补充,对于相似装备的动力学环境试验条件制定也具有参考和借鉴价值。     

三分点阻尼弦的本征解及其性质

化简三分点阻尼弦的频率方程，求得其闭合解，分大阻尼、适中阻尼、小阻尼等3种情况讨论解的性质。结果表明,与中点阻尼弦相比，三分点阻尼弦具有3个新特性：1）在本征解与阻尼的函数关系上，前者有且仅有1个突变点，而后者有2个突变点；2）在阻尼-频率关系上，前者的频率在各阻尼区间内均不受阻尼值影响，而后者的频率则在小阻尼情况下依赖阻尼；3）对于任意给定阻尼，前者本征解在各阻尼区间内仅1个衰减率，而后者除小阻尼以外，均有2个衰减率。上述性质表明，两者的动力学特性在质上（而不仅是量上）存在差异，考虑到两者仅在阻尼位置上有所不同，这一点应予特别留意。     

DSEM时域数值模型求解关键影响因素分析

人工材料阻尼系数与有限区域尺寸对以阻尼溶剂抽取法(DSEM)为基础的动力结构-地基相互作用分析的效率与精度影响显著.为研究这种影响,以弹性地基上半无限杆的波动理论为基础,在频域中推导了人工高阻尼条件下谐波幅值衰减的解析表达,进而结合对杆端交界面力的时域数值分析,给出了适于工程应用的关键因素参考取值.提出了基于加速度求解的DSEM隐式积分算法,克服了原位移求解模式中存在的结构-地基交界面显隐式积分步长协调性的问题,可方便地与结构侧的动力响应分析相结合.数值算例表明该算法具有良好的稳定性和计算效率,亦验证了关键因素参考取值的有效性.     

高频机组基础振动检测分析

为了找出诱发高频机组基础不良振动的原因，从基础计算模型方面对基础激励与响应进行了分析，以两个高频机组基础为动测实例，经模态分析得出钢筋混凝土构架式基础竖向1阶振动与电机产生共振；应用功率谱法对动力机组及基础平台进行动测，得出平台异常响应频率66Hz为水泵工作频率，调整机器的工作频率可避开不良振源影响，达到明显的减振效果。由此而知，动力机器基础出现不良振动时，不可盲目改变结构的动力特性，应在机器不同工况比如：停机、起机及正常转速下，对机器及基础进行动测并对振动信号进行比较分析，以制定出行之有效的减振方法。     

结构-地基相互作用的频域计算模型

基于比例边界有限元法（SBFEM）建立了结构-无限地基相互作用分析的频域透射边界,这种透射边界精确满足Sommerfeld辐射条件.该方法的特点是可以根据精度需要从低阶到高阶逐步递推计算无限域刚度矩阵,应用简单且十分方便.针对文献中比较常用的各种无限地基计算模型的适应性进行了一定的研究分析.结合无限地基上重力坝的地震响应,对无限地基迟滞效应的影响进行了对比分析,由对比结果可以看出考虑无限地基影响时的坝体最大拉应力分布比常用的无质量地基模型的计算结果约小15%;考虑迟滞效应时最大应力计算结果比不考虑迟滞效应时的计算结果增加了约25%.