磁流变调谐质量阻尼器在海上风机振动控制中的应用

针对近海风机在风、波浪和地震3种载荷作用下的振动控制问题,提出了基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer, MRE)调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)的海上风机半主动控制方法。首先,介绍了MRE的变刚度磁致力学特性及面向海上减振需求的MRE-TMD结构设计原理;其次,建立了海上风机-TMD动力学模型,计算了风、波浪及地震激励载荷;再次,应用半主动控制算法跟踪识别风机塔筒顶端响应的频率,实时调节MRE-TMD的刚度,进而对海上风机进行振动控制。通过分析导管架式近海风机在多种载荷作用下的动力响应可知,采用基于MRE-TMD的控制方法能够有效衰减导管架式海上风机在多种载荷作用下的振动响应。与被动TMD相比,MRE-TMD具有较好的减振效果,为海上风机振动控制提供了一种新的解决思路。     

翼吊发动机吊架结构等效建模及减振特性分析

为了验证翼吊发动机吊架结构设计对发动机振动传递的减振效果,必须对其进行相关的结构动力学分析。本文根据实际发动机吊架结构,采用ANSYS软件建立了吊架结构的等效模型,并对其进行了振动模态分析;在发动机三种典型工况（起飞、巡航、空慢）的实测载荷作用下,分析了吊架结构的减振特性,并研究了吊架结构减振效果与结构动刚度的关系。研究结果表明,发动机吊架结构设计具有较好的减振效果,但由于吊架结构的动刚度随激振力频率变大而增大,其高频减振效果稍有降低。     

基于并行算法的大型屏障隔振三维数值模拟分析

为减小附近交通车流载荷对高科技设施平台微振动的影响,建立了承台-桩-土体的全三维有限元模型．车流载荷引起的场地位移由现场实测获得,地基为弹性层状地基．运用并行算法中的区域分解法,分析了采用空沟与填充沟隔振时的减振效果,并对影响减振效果的关键性参数进行参数化研究．通过与实测比较,验证计算结果．计算结果为工程的减振设计提供了重要的参考依据．文中最后,分析了三种不同的分区方案对并行算法的加速比与并行效率的影响．     

海洋平台相似模型振动控制分析

建立海洋平台和减振系统的振动模型,推导出结构的动力放大系数,以动力放大系数最小为系统参数优化的目标,应用MATLAB编程,得出减振系统的最优参数.并以海洋平台相似模型为算例,应用减振系统对结构的第一阶模态进行振动控制时的减振效果进行仿真分析,结果表明减振系统对平台具有良好的振动控制效果.     

旋挖钻机钻杆减振器研究

为了有效地控制和减弱旋挖钻机钻杆的纵向振动,文章基于吸振原理设计了一种旋挖钻机钻杆减振器。根据钻杆纵向振动的特点,分别建立了钻杆-钻头-减振器系统与孔底无碰撞作用、钻杆-钻头-减振器系统与孔底有碰撞作用、系统受到一个周期性轴向外力激励3种典型作用状态的动力学模型,并通过仿真验证了减振器的减振效果;建立旋挖钻机钻杆减振系统,并进行试验研究其对减振器的减振效果,试验结果表明,安装减振器后钻杆的纵向振动幅度明显减小,钻杆减振器具有显著的减振作用。该研究对工程机械其他产品的减振研究具有一定的参考价值。     

基于非线性理论的海底管跨涡激共振可靠性研究

海底管跨的涡激振动是引发管跨共振失效的主要因素．为此，考虑波浪水质点与海底管线管跨段振动间的相对运动速度以及波浪和海流的联合作用，对传统的波浪载荷计算方法进行了改进，引入了波浪激励载荷中的二阶平方阻尼项，从而建立了海底管跨的非线性涡激振动方程．同时，基于非线性振动特性，将倍频共振和亚频共振的概念引入管跨的涡激共振失效分析方法中，建立了相应的极限状态方程和管跨涡激共振长度预测公式，在此基础上提出了管跨的涡激共振失效可靠性分析方法，并通过算例验证得出海底管跨倍频涡激共振长度小于基频共振长度和亚频共振长度．建议在预测管跨的共振长度时，考虑管跨发生倍频共振时的长度，以保证其可靠性．     

无级调频吸振装置的减振研究

为解决工业厂房楼板高频设备振动问题,提出一种无级调频吸振装置,对吸振装置无级调频工作原理进行了理论推导,并对该装置的吸振效果进行了试验验证,试验结果表明,在按需设定频率下,采用吸振器控制时结构楼板所对应频率的加速度大幅减小,装置减振率可达到56%以上,且水平距离越接近激励源中心处的测点,楼面的减振效果越好。无级调频吸振装置具有良好的减振控制效果,为解决高频设备导致厂房楼板竖向振动难题提供了高效减振方案。     

海洋石油平台TMD振动控制及参数优化

研究了随机波浪载荷作用下调谐质量阻尼器（ＴＭＤ）对桩基结构海洋平台的减振效果，采用谱分析法对ＴＭＤ参数进行优化，优化ＴＭＤ使平台的位移响应标准偏比无ＴＭＤ下降１２．４％，并研究了ＴＭＤ参数在优化域内的失调对响应的影响，ＴＭＤ刚度失调比阻尼失调要敏感，欠阻尼失调比过阻尼失调要敏感。从振害累积概念出发，对谐激励下ＳＤＯＦ－ＴＭＤ的Ｒａｎｄａｌｌ参数优化方法提出了改进。     

ETMD系统在振动控制中的应用

ETMD减振系统是TMD减振系统的发展,是利用装置内部设备进行装置振动被动控制的技术。理论分析表明,随着ETMD与剩余平台质量比和频率比的增加,振动控制的频率使用范围扩大,共振的频带缩小。有限元分析结果表明,ETMD减振系统在频率接近激励的激振频率时,有较大的振动位移,可以更多地吸收平台的振动能量;质量比在3．75到5之间时具有比较好的减振效果;频率比在0．3到0．35、0．35到0．5两个区间具有比较好的减振效果。当频率比在0．5到2之间时,系统总体振动都比较小。仿真研究同时表明,在导管架武海洋平台上ETMD系统也具有良好的减振效果。     

SMA阻尼器-斜拉索系统减振控制试验

为了抑制斜拉桥拉索在风、雨等外界环境激励下的振动反应,设计了一种形状记忆合金（SMA）阻尼器并安装在斜拉索上。给出了该阻尼器的结构和分析模型,以及SMA阻尼器-斜拉索系统的振动方程。以润扬大桥斜拉桥的1：60缩尺模型为试验平台．进行了SMA阻尼器-斜拉索-桥面系统的减振试验,研究了SMA阻尼器对模型索在自由振动和桥面振动激励下减振效果的影响。试验结果表明：在斜拉索的面内安装SMA阻尼器,使斜拉索面内自由振动的衰减时间减少了50％,降低桥面振动所诱发的斜拉索面内耦合振动的峰值达39％以上,具有明显抑制斜拉索振动反应的作用。     

热流密度比对环形窄缝通道内单相水换热特性的影响

对双面加热环形窄缝通道内单相水处于充分发展流动情况下的对流换热特性进行了数值计算．计算结果表明，环形通道内、外壁加热热流密度比的不同，对环形通道内、外壁与单相水的对流换热特性有着显著的影响．当内、外壁加热热流密度比较小时，内壁的换热强于外壁，随着内、外壁加热热流密度比的增大，外壁的换热得到增强．但是，当内、外壁加热热流密度比增加到一定程度时，外壁的对流换热特性将超过内壁的对流换热特性．此外，环缝间隙的减小将导致环形通道的换热性能下降．     

冰致自激振动测量与机理解释

在海洋平台上观测到了冰致结构的稳态振动,以及冰力和平台响应间的频率锁定现象.通过对实测数据和冰与结构相互作用的破碎机理分析,证明冰致稳态振动属于自激振动.给出了产生冰致自激振动的条件,提出了冰致自激振动的物理机制,指出冰致自激振动发生在冰加载速率的韧脆转变区,整个过程中冰内裂纹的形成与扩展受到了结构运动速度的控制.冰内部的微裂纹行为是解释与描述冰致自激振动的关键要素.     

内外复合三通管辊模拉拔机械复合数值模拟

采用辊模拉拔技术对圆形外管和Y型内芯进行机械复合,该技术和传统拉拔复合技术相比的主要优势是提高了成形质量,减少了加工能耗。为了探究采用辊模拉拔技术复合后外管和内芯间的抗拉脱力变化,基于ABAQUS有限元软件,建立了内外复合三通管辊模拉拔机械复合过程的有限元模型。通过分析外管和内芯间的残余接触压力,运用公式估算出外管和内芯间的抗拉脱力。     

基于Maattanen模型的冰激疲劳寿命分析

基于ANSYS系统和海洋平台自激振动Maattanen模型,提出了计算冰激疲劳寿命的一种新方法,并开发了与ANSYS系统集成使用的计算程序。利用该程序可以实现对多自由度复杂平台结构的冰激动力精细分析,并能定量确定自激冰力、结构的动力响应和节点应力。运用该程序计算了实际平台的冰激振动响应和节点疲劳寿命,分析了不同冰力参数对平台自激振动响应的影响。对使用不同冰力模型计算出的平台疲劳寿命进行的对比结果表明,较高冰速下平台动力响应较小;自激振动是造成平台疲劳损伤的主要原因。计算结果与现场观测情况一致,这进一步验证了新计算方法的可靠性,为平台冰激疲劳设计提供了依据。     

简体结构动力分析的有限条法

本文首先利用有限条法分析高层建筑筒体结构的静力方程,采用静力缩聚法,求出结构的侧向刚度矩阵,然后将结构质量等效集中到各层楼面,最后导出了结构平动一扭转耦联振动基本方程.由此可以按反应谱理论计算地震荷载.     

对流室炉管外壁清洗机设计与试验

针对加热设备对流室内炉管积灰导致能源浪费和安全隐患等问题,设计了一种可在炉管上实现行走、导向与越障功能的清洗机.该清洗机携带有喷杆,可喷射高压水射流对炉管外壁进行清洗.喷杆可自由调整摆角以实现不同层多根炉管外壁的全面清洗.根据清洗机的结构以及工作流程,设计了清洗机的控制系统.对清洗机进行了动力学仿真,对清洗机设计参数进行了优选.搭建了试验平台与样机,试验结果表明,该清洗机运行平稳,搭载高压水射流后可实现炉管清洗作业.      

高耸结构振动的夹层控制及分析方法

提出了在高耸建筑物中设置纵向夹层控制结构地震响应的措施,并给出了分析方法。该方法将夹层隔开的各子结构假设为弯曲振动的梁,子结构间用分布弹簧—阻尼器连接,通过两次振型分解整个结构体系化为n个单自由度体系来分析。最后通过实例进行了参数研究和控制地震响应效果的分析。     

Network platform for remote structural testing and shared use of laboratories

This paper presents a network platform developed for remote testing of scaled model or prototype structures and structural elements. The network platform, NetSLab, was developed based on the client/server concept along with a proposed data model and the communication protocols. The platform is capable of transferring the control and feedback data as well as signals among remotely located structural testing laboratories or computers connected by Internet. Several concepts were introduced to develop the platform and to provide relatively easy and friendly interface for applications and further enhancement. Trial and actual tests were successfully carried out at the Hunan University, China and the University of Southern California, USA. Models simulating bridge piers and piles or building substructures were subjected to recorded earthquake ground motions, and the tests were controlled remotely over the Internet using the platform.     

海洋平台冰振控制试验研究

为了验证磁流变阻尼半主动控制对海洋平台结构冰激振动控制的有效性,针对JZ20-2导管架式海洋平台结构,提出利用橡胶垫和磁流变阻尼器在平台设置隔振层的方案,采用一条实测挤压冰对无控结构、纯隔振结构和磁流变智能隔振结构进行冰激振动控制试验研究.试验结果表明:磁流变半主动控制能有效控制导管架端帽位移和甲板加速度,保证了平台结构的安全度和舒适度,并且能有效降低隔振层位移,满足生产平台采油工艺要求,是一种较好的振动控制方案.     

较硬分层土-桩基-结构相互作用体系振动台试验

进行了较硬分层土-桩基-框架结构相互作用体系的振动台试验，再现了上部结构和基础的震害现象．得出的主要规律有：体系频率小于不考虑相互作用的结构频率，而阻尼比则大于结构材料阻尼比；体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线不同，基础处存在平动和转动．土层传递振动的作用与土层性质、激励大小等因素有关．砂土层一般起放大作用，粘质粉土层一般起减震作用．结构顶层加速度反应组成取决于基础转动刚度、平动刚度和上部结构刚度的相对大小．多向激励下的动力反应规律没有明显差别．