基于子结构方法的高架铁路浮桥的有限元分析

利用有限元子结构分析方法解决了具有复杂上部结构的拼装式超大型浮游结构的静力分析问题。按照拼装式高架铁路浮桥的结构特点,将其划分为多种子结构,实现了各功能子结构模块之间的耦合分析,并能在浮桥总体分析的同时进行重要部位局部细化分析,以及对子结构之间连接接头传力功能的分析,还可解决锚定系统对浮桥的非线性影响以及连接接头之间的连接间隙影响等非线性问题,利用有限元软件ANSYS进行了实现。计算表明,该方法能够显著地减少建模及计算工作量,缩短分析过程,节省机时,解决拼装式浮游结构的连接间隙影响、锚定影响等非线性问题。     

基于OpenSEES的复杂子结构拟动力试验方法研究

以OpenSEES为核心计算平台,针对框架结构体系取复杂子结构的拟动力试验方法开展研究。探讨了取局部结构体系为试验子结构时的边界条件模拟方法,解决了数值子结构因形成几何可变体系而无法在OpenSEES中求解的问题。通过一榀十二层五跨防屈曲支撑钢框架结构和一榀八层三跨钢筋混凝土框架结构取一层一跨和一层三跨结构体系为试验子结构的拟动力试验,验证了本文子结构拟动力试验方法的可行性与有效性。     

近断层激励下子结构组合隔震的巨-子结构试验

为解决受限于隔震支座的抗拉能力和结构高宽比限值、隔震技术很少应用在超高层建筑的问题,在新型巨-子结构体系的子结构底部设置由铅芯橡胶隔震支座和弹性滑移支座组成的组合隔震层,设计制作了一个有3个巨型结构层的巨-子结构模型,对其进行了近断层地震动及远场地震动作用下的振动台试验,研究了组合隔震层对主结构和子结构振动的减震效果和近场地震对其影响.研究结果表明,子结构底部设置组合隔震层,对主结构来说相当于调谐质量阻尼器,其对主结构的地震响应具有较好的调谐减震作用;对子结构来说相当于基底隔震,其对子结构的地震响应具有显著的隔震效果.由于脉冲效应,近断层地震动作用下主结构和子结构的地震响应都要大于相同场地的远场地震动.     

子结构分析的基本原理和ANSYS软件的子结构分析方法

目前子结构的理论日趋成熟完善,并且已经广泛用于结构分析计算,但是具体操作的论述较少,初学者要掌握这一高级的分析方法并非易事．针对这种现况,本文首先介绍了予结构的基本原理,然后简述美国SASI公司开发的ANSYS软件子结构的分析方法的基本步骤,并通过一个实例演示分析过程．为了进一步加深认识与提高子结构的分析水平,又对一个特殊横梁刚架作了予结构的分析论述,有力地说明了该方法的高效性．     

用整体传递矩阵法计算旋转机械整机固有频率特性

工程中分析多转子系统固有特性常采用子结构传递矩阵法,由于具体结构的复杂性和多样性,用子结构法计算时处理繁琐,编制通用程序困难.为克服子结构传递矩阵法的缺点,给出了整体传递矩阵法计算过程.取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量,将各转子通过耦合单元联接起来,该方法不会引入未知内力和位移,也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件.推导了各向同性耦合单元的传递矩阵,并进行了算例验证.由计算结果可见,整体传递矩阵法计算精度较高,它保持了传递矩阵法编程简单、计算工作量小和运算速度快的特点,为开发通用软件提供了有效的方法.     

复杂柔性车载液压机械手振动主动控制方法研究

利用动态子结构法和神经网络直接逆自适应控制研究一种柔性车载液压机械手的弹性动力学建模和振动主动控制方法。根据机械手各部件的实际边界约束条件,将机械手系统分解成由不同约束的连续梁构成的九个子结构。在建立各子结构的动力学控制方程后,借助边界条件经综合得到系统的动力学模型;在液压作动器的作用点设置边界坐标,极方便地得到系统的状态控制方程。通过神经网络学习该动力学模型的逆模型,从而产生液压作动器的电压控制信号,在控制过程中神经网络能够自适应的调整控制参数,使系统的输出达到最佳控制状态。系统仿真结果表明,神经网络直接逆自适应控制技术明显优于传统的PID控制算法,且该方法具有很强的鲁棒性和良好的减振效果。     

一种快速设计短波馈电网络的方法—子结构法

互联网络子结构分析方法以网络参数数据化后形成的矩阵数据库为基础,利用矩阵数据库方法表示非均匀性子结构网络单元的网络参数,对系统中各个子结构网络单元的已知矩阵数据库用一般的网络级联方法进行级联,从而直接使用网络参数矩阵数据库对网络进行分析和优化设计.本文将互联网络子结构分析理论应用于馈电网络的设计中,最后给出一个典型的优化例子来证明这种方法的有效性.     

含超单元连接子结构的自由界面模态综合法

根据模态综合法中连接子结构的定义,认为连接子结构实际上是一种将全部界面坐标作为主自由度的超单元.在此基础上,分别利用静力变换和动力变换将连接子结构变换成超单元,推导了界面位移和界面力双协调条件下的自由界面模态综合法(超单元间接法).该法保留了自由界面法的可大大缩减系统自由度、精度高的优点,并且由于引入了超单元连接子结构,可合理近似集中阻尼,在局部非线性结构动力分析问题中亦具有广泛应用前景.最后,将超单元间接法应用于自动化码头桁架桥结构的固有频率和地震反应计算,将铅芯橡胶支座视为超单元连接子结构,分析了静力变换和动力变换超单元间接法的计算精度和效率,并得到了在铅芯橡胶支座不同配置形式下桁架桥的固有特性.     

轴对称壳体弹塑性屈曲的有限元分析

根据轴对称壳体结构在轴对称载荷作用下的变形特点,将轴对称壳划分为若干个完全相同的子结构,将相邻子结构的交界面结点自由度分为主、从两种,并引入主从自由度之间的位移约束条件,通过求解单个子结构的增量平衡方程,得到了整个结构的应力、应变状态。由于各子结构及其受力状态完全相同,因此结构发生屈曲时各子结构具有完全相同的初应力和初应变刚度矩阵。根据这一特点,采用复约束方法,通过求解单个子结构的屈曲方程得到了整个结构的屈曲载荷和模态,大大减小了所求解问题的规模,并且在此简化过程中没有引入任何附加的近似。算例也验证了本文方法的高效和正确性。     

城区渗流场分析的奇异点子结构法

为克服城区渗流场有限元分析中的困难,采用奇异点子结构法对渗流场中的阻水结构进行处理.首先用较粗的网格对计算区域进行划分,然后从整体网格中分离出包含阻水结构角点的网格,将其作为一个子结构进行处理.对分离出来的子结构,采用有限相似划分方式逐层进行网格加密,由内向外逐层凝聚得到子结构的等效刚度矩阵和等效列向量.分析结果表明,奇异点子结构法避免了大区域中小尺寸物体的网格划分问题,其精度和效率与无限相似单元法相当,且在处理入渗、潜水、多层透水层和悬挂式阻水结构等方面更为方便.