基于概率的工程结构动力响应分析

研究了结构动力响应的概率分析方法,推导了结构物理参数和作用荷载幅值同时具有随机性时结构动力响应随机变量的数字特征的计算表达式,提出了随机荷载激励下随机参数结构动力响应分析的求解方法.     

结构动力响应分析中接触——碰撞界面算法研究

阐述了工程结构动力响应分析中接触－－碰撞界面的处理算法的研究进展，并对对称罚函数法（Penalty method）进行了详细的讨论。以LS－DYNA3D中典型的接触界面算例给出对称罚函数类型接触界面在程序中的具体实现。寻找新的搜索方法是得到更好接触－－碰撞界面形式的关键。     

平稳随机过程激励下模糊随机梁的动力响应分析

基于梁结构几何尺寸和物理参数客观存在的模糊随机性,对时域上的结构位移响应的模糊随机相关函数矩阵以及频域上结构位移动力响应的模糊随机均方值分别进行理论推导,再通过随机变量的矩法对结构应力响应模糊随机均方值的数字特征值进行推导.最后通过一个12杆算例对所提理论的适用性进行了验证.结果表明,在对结构动力响应进行分析时,其参数的不确定性的影响不能忽略.     

单自由度结构远程分析及拟动力试验平台

基于网络结构实验室概念,开发了一个单自由度结构体系远程协同分析和拟动力试验平台.该平台由控制中心、真实试验机、虚拟试验机和远程观察器4个模块组成,各模块由计算机网络连接在一起,采用并行通讯模式实现控制中心与试验机和观察器之间的数据传输.利用该平台进行了钢管混凝土柱在3个水准地震作用下的协同拟动力试验,并进行了理论分析对比.平台的开发应用初步实现了异地分布式协同结构拟动力试验理论,进一步扩充可应用于更为复杂的子结构协同拟动力试验,从而将多个单一结构实验室整合为功能强大的网络结构实验室,提高了试验能力,达到了资源共享的目的.     

地下爆炸波冲击下隔震连续梁桥动力响应分析

针对地下隧道内意外爆炸所引起的地下爆炸波的冲击作用，对带有摩擦摆支座的隔震连续梁桥进行动力响应分析，同时考虑土与桥墩基础以及桥台之间的动力相互作用．在土-结构动力相互作用分析中，采用有限元、无穷元和梁元等多种数值模型相耦合的方法建立了由地下隧道及其周围包含河道的有限土区、远场半无限土区以及跨越河道的摩擦摆支座连续梁桥等3部分构成的整体计算模型；在摩擦摆支座隔震分析中，提出了连续摩擦力模型以取代库仑摩擦力模型，从而避免跟踪啮合滑移的过渡边界并可减小计算误差．通过数值仿真以及与Lysmer透射边界法和修正阻尼透射边界法的计算结果进行对比分析，验证了所建立的耦合方法的有效性；通过与板式橡胶支座和刚性球铰支座的隔震效果进行对比分析，揭示了摩擦摆支座连续梁桥的顺桥向隔震效果以及不同参数对隔震效果的影响．分析结果为城市地下隧道及桥梁的抗爆设计的理论研究和工程实践提供了重要的参考依据．     

小波分析在单自由度动力分析中的应用

将小波分析引入单自由度动力分析计算中。利用小波在时频域分析的特点，对动力荷载进行小波分解，滤去动力荷载的高频成分，以减少动力分析过程中的数据计算量，算例计算结果表明，按照动力体系特性利用小波分析去除动力荷载高频及其代表的荷载，误差在可接受的范围之内，不会影响动力体系的动力反应。     

斜拉网格结构的弹塑性动力响应分析

针对斜拉网格结构体系的弹塑性动力响应问题,阐明斜拉索非线性特性,建立索塔塔柱刚度矩阵,研究空间杆单元恢复力模型及其弹塑性状态转换判定方法,给出临界点处的处理方法和结构弹塑性动力响应的计算策略,数值分析该类结构动力特性及线性和弹塑性振动问题,结果显示,斜拉索的存在提高了结构刚度,可显著改变结构振动特性,竖向地震响应明显大于水平向地震响应,弹塑性位移、内力均大于弹性计算结果。     

以移动荷载瞬态动力响应分析某斜拉桥的动力特性

斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为的基础,其自振特性决定其动力反应特性,结构的动力特性取决于结构的组成体系、刚度、质量和支承条件等。因此建立理想的大跨度斜拉桥动力分析模型,并进行自由振动分析,掌握其动力特性,具有十分重要的现实意义。     

路面结构动力响应分析

根据结构动力分析理论，建立有限元模型，研究确定了模拟路面瞬态响应的求解策略，通过数值计算，对FWD荷载和车轮荷载作用下的层状体系路面结构响应的一般规律进行分析，得到一些有益的结论。     

应用连续体模型进行建筑结构的动力分析

应用降价的连续体模型,对钢筋混凝土建筑结构进行有效的、近似的动力响应分析.连续体方法利用格子框架系统的重复特性生成有限元模型,其自由度显著少于按传统离散有限元模型技术形成的模型.分析结果表明,用连续体模型进行结构卓越周期的计算以及时程响应预估是足够精确的.     

Timoshenko梁的动力问题探讨——基于回转射线矩阵法的动力响应分析

针对梁结构动力响应计算的精度及适用性问题,以经典Timoshenko梁理论为研究对象,采用回转射线矩阵法对单跨梁、多跨连续梁的动力响应进行计算分析。结果表明,回传射线矩阵法作为一种全新的数学方法,创新性的引入了双坐标系统,从而使得散射矩阵为常数矩阵,避免了数值不稳定问题和超越函数的问题。通过与传递矩阵法计算结果对比,得出的结论是:回传射线矩阵法不仅可以计算梁的自振频率、稳态响应及瞬态响应,还可以计算梁结构在受突加荷载初期的波动响应,可以明确地看到波的传播和反射等现象。这是波动和振动理论上一个突破性的进展。     

地下结构动力响应分析中人工边界的影响

基于有限元分析方法,运用大型通用软件ANSYS对某地下结构进行了地震载荷下的动力响应分析,分别比较了自由边界、固定边界和粘性边界的精度。当采用固定边界时,计算结果与实际偏差较大,同粘性边界相比,其内力增大了2倍左右;而自由边界与粘性边界相比,计算结果则增大了1.5倍左右。因此,当采用固定边界和自由边界计算时,地下结构的地震响应被过高的估计了;而粘性边界能够使地震波动能量向地基远域逸散,其结果更为准确。     

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。     

高阶振型对结构动力分析的影响

本文的目的在于分析高阶振型对结构动力分析的影响,分析舍去非共振高阶振型所产生的误差,并提出消除此误差的方法和措施。最后应用文中提出的公式,对具体结构进行了计算分析,得出了必须考虑高阶振型影响的结论。     

风力发电结构有限元建模及其地震响应分析

为研究不同精细程度的风力发电结构有限元模型在不同分析目的下的适用性,基于2MW三桨叶水平轴风力发电机,采用有限元软件ANSYS建立七种不同精细程度的风力发电结构有限元模型,以风力发电结构地震响应分析为例,得到各模型的响应结果,分别从变形、内力、应力以及应力集中四个方面分析各个模型的计算结果.研究结果表明：在计算风力发电结构的变形时,由于上部机舱及叶片对其影响较小,采用低阶单元即可得到较好的模拟结果;在计算塔底截面剪力和截面弯矩时,考虑机舱及叶片的有限元模型得到的结果较为精确,单元选择时需采用高阶实体单元;不考虑叶片、轮毂以及机舱得到的塔筒截面应力离散性较大,采用壳单元可较好地模拟塔筒截面应力;叶片、机舱等上部结构对门洞局部产生的应力集中影响较大,在计算时建议应用塔筒采用壳单元、门洞局部采用实体单元的多尺度模型进行模拟.     

单圆盘转子系统模糊动力可靠性设计研究

研究了单圆盘转子系统动力学模型及其不平衡响应，以及相应的激振-固有频率分布干涉模型．从影响转子系统的固有频率和激振频率各因素的随机性及系统发生共振失效的模糊性出发，通过分析具体隶属函数的分布特性与转子实际运行状态的关系，推导出相应的隶属函数以及计算转子系统模糊动力可靠度的计算公式．算例验证了模糊可靠性设计在这一系统应用的有效性．     

基于坝基散射波衰减影响的重力坝动力响应分析

在有限元模型人工边界上结点的法向和切向分别设置一系列并联的弹簧和阻尼器单元,以考虑基于衰减散射波的无限地基辐射阻尼的影响,利用ANSYS中的APDL参数化设计语言,编写实现黏弹性人工边界的宏文件,对某重力坝-地基系统进行了地震响应分析.研究结果表明:在进行动力响应分析时,与固定边界无质量地基相比,考虑了无限地基的辐射阻尼效应影响后,坝体的动力响应峰值减小了4%~38%,也更加符合工程实际.     

爆破地震作用下结构的损伤及动力响应分析

针对建筑结构爆破地震响应研究中材料模型和结构模型过于简化的问题,采用已建立的岩石类材料的正交各向异性动力损伤本构模型,将其编制成动力有限元软件LS—DYNA的用户自定义子程序,模拟计算一个二层两跨典型砌体结构在不同爆破地震波作用下的动力响应．并分析了爆破地震波三要素对建筑结构的损伤及动力响应的影响,结果表明：地震波幅值的增加,可明显加剧结构的损伤,损伤可大幅增加结构应变响应;结构存在一个危险的频率段,并且这个频率段应在结构高阶振动模态对应的频率中;结构的损伤和动力响应还与震动波形有密切关系;当结构受迫震动阶段产生损伤时,爆破地震波持续时间对结构响应影响就很大。     

某高层建筑结构的时程动力响应分析

本文采用ETABS有限元分析软件,选用两条真实强震记录和一条拟合人工波对一实际高层建筑进行弹性动力时程分析,并与规范反应谱的计算结果进行对比。结果表明,结构在地震作用下的弹性动力响应满足建筑抗震规范要求。     

多年冻土地区沥青路面结构响应分析

采用ABAQUS软件进行了多年冻土地区不同沥青路面结构响应分析.分析结果表明,路基融沉深度决定了路面位移的大小,路面结构形式对路面位移影响不大,而路面基层底部拉应力主要受路面结构形式影响.随着融沉深度增加,路面位移显著增加.级配碎石基层路面层底拉应力最小,沥青稳定基层路面层底拉应力与其相当,而半刚性基层路面层底拉应力最大.考虑到级配碎石基层的强透水性、低抵抗重载交通能力等缺点,提出沥青稳定基层更适合于多年冻土地区.