动力电池系统六自由度振动试验及其应用研究

动力电池作为新能源电动汽车能量供给的关键部件,应能满足复杂路况运行环境和行驶工况下的机械受力、 使用安全性、 可靠性及循环寿命要求.简单地介绍了六自由度振动台的发展现状及其控制策略,再根据某款电动汽车动力电池六自由度振动试验介绍试验的操作步骤和流程,以验证动力电池的结构稳定性、可靠性.最后展望未来六自由度振动在新能源汽...     

负载特性对地震模拟振动台控制性能影响分析

一般试验时将试件与台面视为整体与实际存在较大的差异,严重影响波形的再现精度.针对这一问题,对地震模拟振动台系统与试件依照弹簧-阻尼模型进行建模,并分析了负载质量、频率、阻尼等因素对地震模拟振动台控制性能的影响.仿真分析表明:无论是负载质量、负载频率和负载阻尼在各阶频率处均出现峰值,并且均以第一阶影响为主,与单自由度负载...     

机构自由度计算难点和其运动分析及变自由度机构的探讨

机构的自由度是机构具有独立运动的参数,常规机构的自由度是恒定的,但有些特殊机构,其自由度在工作过程中是变化的,也称为变自由度机构。结合实例分析研究自由度计算中的常见难点及机构的自由度与机构原动件数不等时的机构运动的确定,对变自由度机构的自由度计算作一些探讨,对创新设计更优异新型的机构提供了一条有效的途径。     

平面机构自由度公式的变化及其约束分析

机构自由度计算中经常出现易混淆概念、难点问题,结合实例分析研究了平面机构自由度计算中的常见公式变化、可变自由度机构的设计原理及工作特点。针对自由度计算难点、各种约束施加及其形成的变化作一些探讨,对正确理解、计算自由度做出帮助,为创新优异新型的机构、避免误算提供了一条有效的途径。     

基于动力学耦合模型的超冗余振动台解耦控制

超冗余振动台在带负载工作时,由于负载的偏心,其动力学模型中的质量矩阵为非对角矩阵,各个自由度之间出现动力学耦合现象.文中通过建立液压系统的非线性模型和基于空间力系分析的动力学耦合模型,得到了整体动力学仿真模型;根据动力学耦合模型引入耦合力观测器,经过雅可比矩阵变换,将耦合力分解到各液压作动器上,视耦合力为液压系统的干扰力进行控制.在对液压系统线性化分析的基础上,确定了干扰力的顺馈补偿控制策略.仿真结果表明:该解耦控制策略可以有效减小各自由度之间的耦合,实现对超冗余振动台的解耦控制.     

冗余驱动液压振动台内力耦合动态抑制策略

冗余振动台通常采用零位线性化方法进行自由度控制和内力耦合抑制.当系统运动范围较大时,这种近似方法会使得系统产生较大的运动误差,内力抑制效果变差.针对此问题,文中以具有两个冗余自由度和较大运动范围的冗余驱动液压振动台为研究对象,建立系统运动学和动力学模型,分析系统的内力空间构成,提出了一种基于内力空间基底实时求解的内力耦合动态抑制策略,通过实时获取冗余自由度空间上的力并对其进行动态抑制来达到减小内力的目的.仿真结果表明:所提出的内力抑制策略能有效地降低冗余振动台耦合内力.     

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.     

海洋浮式平台钻机井架动态响应的试验研究

深水浮式平台钻机井架在海洋环境载荷和平台运动条件下会受到较大的动态载荷。为评价浮式平台运动对井架动力响应的影响,以某海洋浮式平台及其配套的塔型井架为依据,按照相似原理设计了井架模型及其平台的6自由度运动条件,利用大型地震模拟试验台阵系统实施了动态井架试验。对振动台沿6个自由度方向单独激励以及模拟作业工况、生存工况和设计生存工况的6自由度耦合激励条件下井架各测点的加速度和动态应变进行测试。发现井架对于纵摇和垂荡激励最敏感,而对艏摇激励不敏感;钩载的变化对井架动态响应的影响不大;基于平台在风浪流沿不同方向入射的运动响应,发现在迎风迎浪迎流条件下井架的动态响应幅值最大,受力状况最恶劣。     

基于螺旋理论的机构自由度自动分析

为了实现机构自由度快速自动分析,将字符、符号等自动转变为字符变量的方法和便于局部自由度分析的参数输入原则,并由此分析自动构建运动螺旋集及相应约束螺旋集的算法;然后提出局部自由度、公共约束、冗余约束及整个机构自由度的自动分析算法;最后得出机构中存在局部自由度的充要条件.用该程序自动分析了61个各类机构的自由度,计算结果完...     

模态分析中输电铁塔模型的进一步简化

以缩减输电铁塔模型动力自由度为目的,基于静力凝聚技术,在已有研究的基础上,考虑将现有模型的主要动力自由度中的竖向分量凝聚掉,使动力自由度再减缩1/3.将凝聚掉竖向动力自由度的有限元模型称为简化模型,利用MATLAB语言编程,对简化前后输电铁塔结构模型分别进行了模态分析.研究结果表明:简化前后输电铁塔结构模型的整体模态具有良好的一致性,凝聚掉主要动力自由度中的竖向分量,对整体模态分析结果的影响很小.今后在对输电铁塔模型进行模态分析时,可以忽略竖向动力自由度的影响.     

钢框架-再生混凝土空心条板填充墙的抗震性能

为研究钢框架-再生混凝土空心条板填充墙的抗震性能,对2榀单层单跨的钢框架-再生混凝土空心条板填充墙试件进行了低周往复加载试验,研究了墙体开洞对试件的破坏模式、延性、承载力和刚度等的影响,并结合有限元模拟进行了可行性验证.结果表明:墙体开洞对试件的破坏模式影响不显著,对延性、承载力和刚度有轻微的负面影响,但试件仍可以满足抗震要求.同时,针对空心条板填充墙的安装工艺与连接方式提出了改进意见.有限元模拟结果与实际试验结果吻合较好,验证了该结构体系的可行性,为其抗震设计提供了参考依据.     

深水桩墩结构振动台试验及地震响应预测分析

动力模型试验是研究桥梁结构抗震设计理论的重要方法,而神经网络技术对非线性系统具有很好的辨识和预测功能.为了分析地震动作用下动水压力对结构的影响及探索神经网络应用于地震响应预测分析的可能性,进行了水下桩墩结构振动台模型试验及其仿真预测,衡量了水下桩墩结构的地震响应和动力特性.首先,介绍了相似律的选取、模型制作、试验现象及试验结果分析;然后,基于神经网络的预测功能,对模型试件的地震响应进行预测,并与试验结果对比研究;最后,分析试验结果及预测误差.试验结果表明:结构周围水体的存在改变了结构的地震响应及动力特性;训练有素的神经网络模型可以作为一个有用的工具,用于结构的地震响应预测.     

海域天然气水合物开采的4C-OBC时移地震动态监测模拟

为了掌控海域天然气水合物开采过程中的地质和环境风险,采用能够同时采集纵波信号和横波信号,并且满足实时性和长期性要求的四分量海底震缆(4C-OBC)技术,对天然气水合物储层进行时移地震动态监测.针对未来天然气水合物商业化开发时的水平井环境,通过射线追踪方法进行正演模拟,对地层模型进行地震照明分析,得到合理的4C-OBC布...     

深水桥梁群桩桁架组合基础抗震性能分析

首先研究了水下双桩系统按照同向、反向振型振动时的频率及动水压力变化规律,通过分析发现,水下相邻桩反向振动振型会增强作用于桩身的动水效应。据此提出群桩—桁架组合基础设计方案,通过桩间桁架,限制群桩间反向振动,提高基础刚度。以四桩群桩基础模型为试验对象,进行了普通群桩基础和3种组合基础方案在不同水深条件下的水池模态试验,研究了群桩—桁架组合基础的动力性能。然后,通过对四跨连续梁桥进行地震反应谱分析,全面评估了该新型基础的抗震性能。研究表明,经过合理设计的群桩—桁架组合基础可以改善并优化深水桥梁的地震响应。     

无模型自适应控制的电液激振台的半实物仿真

由于电液力控伺服系统具有高阶非线性、不确定、时滞及强耦合等特性,所以实际中难以获得精确的数学模型.为了解决参数的不确定性和时滞性对电液力控伺服系统的影响,本文设计了一种无模型自适应控制器.利用Simulink/Amesim对该电液力控伺服系统进行了联合仿真研究;并通过半实物仿真软件DSPACE验证控制方案的正确性、仿真结果表明,与传统PID调节器相比,无模型自适应控制具有良好的动态性能和鲁棒性,并能够很好地消除试件上的输出误差,提高输出力的的精度,使系统具有较好的适应性.     

不同轴压比装配式RC圆柱抗震性能分析

为研究轴压比对装配式全灌浆套筒连接高强混凝土圆柱抗震性能的影响,采用有限元软件ABAQUS建立装配式钢筋混凝土(RC)圆柱的数值分析模型,并进行验证.在试验参数的基础上,扩大数值模型轴压比的取值范围,研究轴压比对装配式RC圆柱的承载能力、刚度退化及延性性能等抗震性能指标的影响规律.结果表明:模拟得到的破坏形态、骨架曲线与试验结果基本吻合,且精度较高;当轴压比由0.20增至0.90时,试件的屈服荷载、峰值荷载均随轴压比增大而增大,延性性能反而降低,试件的极限位移由67.50 mm减少至31.76 mm,降低约53%;当轴压比大于0.90时,试件的承载能力、延性性能均随轴压比的增加而降低.因此,轴压比对装配式RC圆柱抗震性能的影响较大,在较高轴压比下,装配式RC圆柱仍具有较好的抗震性能.     

带可更换连梁的新型剪力墙仿真分析与试验验证

鉴于传统连梁在震时破坏后修复比较困难,近年来部分学者研究在连梁的跨中设置可更换耗能部件,使其在中震或大震时耗能,震后便于修复更换.本文基于ABAQUS有限元程序,建立一片带可更换连梁的大比例双肢剪力墙试件的精细有限元模型,阐述了其材料本构模型和建模过程,对其进行精细仿真分析.计算与试验结果均表明,可更换连梁能够将破坏位置集中在保险丝,而且模拟的初始刚度和峰值承载力与试验结果比较接近,模型可较好地预测试件各部分的屈服顺序,该模拟方法对类似联肢剪力墙结构的数值模拟具有较好的借鉴意义.     

建筑结构抗震控制的闭环趋近律方法

对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究，给出了基于趋近律方法的变结构闭环抗震控制方法。算例分析结果表明，该控制方法能有效地减小结构的地震响应，具有较好的工程应用价值。     

基于ANSYS的管线抗震支架抗震特性研究

建筑机电工程管线抗震支架结构是一种建筑非结构构件。针对抗震支吊架可在地震中对建筑机电工程设施给予有效保护,从而大大降低震后二次灾害的破坏,运用多自由度体系振动模型进行仿真分析。选择DN系列管道与普通单管对夹式管箍侧向抗震支架为原型建立三维模型,在多自由度体系振动分析的基础上,研究管线系统的振动特性;运用振型分解反应谱法进行仿真分析,从而提取出在不同工况下管线系统的模态云图与地震位移响应云图;仿真结果表明:单管DN100在对夹式管箍侧向抗震支吊架的约束下,可以有效缓减地震位移响应,方法为非结构构件抗震系统的设计提供了理论依据,同时也为判断地震作用下建筑非结构构件累积损伤提供参考。     

井间地震物理模型及测试应用研究

井间地震资料的采集成本较高 ,其研究以数学、物理模拟为主 ,但物理模拟发展相对滞后。针对井间地震的特殊性 ,通过固体介质系列基础模型和一个综合模型实例的研究 ,详细阐述了井间地震物理模型的研究思路、研究内容、采集系统、模型制作、数据采集和质量控制等问题 ,阐明了影响模型制作及数据采集质量的因素 ,提出了保证其质量的相应措施。研究结果表明 ,影响物理模型质量的因素有模具的制作、制作时材料的均匀性、异常体和细微构造的安放位置等。可以采取不同目的选择不同材料、制作工艺流程等以保证其质量 ;观测系统、震源、接收器、换能器是数据采集质量的重要影响因素 ,设计有效的观测系统 ,正确选择采集方式 ,且配置高质量的震源、接收器、换能器 ,这些是得到良好记录的基本条件