大跨度双层穹顶网架高空拼接施工方法试验测试

大跨度双层穹顶网架高空拼接可行性一直是建筑业的难题。提出对大跨度双层穹顶网架进行可行性设计并完成双层穹顶的测试。利用有限元分析法对大跨度穹顶预应力双层网壳结构中的各构件包括:普通杆件、直线索及多折索等多个受力单元进行刚度矩阵分析;根据杆索各单元的刚度矩阵以及杆和索组成的预应力体系得到总刚度矩阵,运用静力平衡方程对预应力结构总刚度矩阵进行表述,同时利用网壳边界条件重新更改总刚度矩阵后求解计算静力平衡方程,以实现大跨度穹顶设计方案的设计;在仿真环境下利用有限元分析法,获取针对穹顶结构的不同跨度、不同网壳厚度及不同支承方式对凯威特型球面网壳结构的影响。通过实验证明,运用文中凯威特型穹顶结构能够有效完成大跨度双层穹顶网架高空拼接工程。     

钢轨接头段道砟垫的减振特性研究

为了研究道砟垫面刚度的变化对轮轨冲击荷载的影响,采用ABAQUS显示动力分析程序,建立三层离散点支承梁轨道模型,对列车以200 km/h速度通过折角为0.01的钢轨接头处轨道基础结构的动力响应进行模拟。结果表明:道砟垫的使用可以有效减缓路基的动力响应;轮轨冲击力P2随道砟垫面刚度的增大而增大;200 km/h以上的铁路中,钢轨接头处道砟垫的面刚度不应大于250 MPa/m。     

考虑构件随机属性的钢梁结构失效概率分析

分析爆炸荷载作用下单自由度钢梁结构失效概率,是分析钢梁建筑结构材料强度和可靠性的重要指标。建筑结构本身体现着材料的静动态属性、结构构件的尺寸等随机属性。考虑了建筑结构构件的随机属性和单自由度特性,构建单自由度钢梁结构爆炸荷载的统计模型,对结构构件钢梁动力响应的受力点进行可靠度分析,分析钢梁构件尺寸在不确定爆炸荷载下增强受力点,构建钢梁动力响应的受力点反馈模型。得到了随机属性下的不确定爆炸荷载作用下钢结构中梁的中度破坏功能函数,构建单自由度钢梁结构失效概率分析模型。试验得出,程序计算的梁跨中位移时程曲线均与试验曲线吻合较好,钢梁的材料及尺寸的不确定性和钢梁的失效概率-比例距离曲线完全吻合,该模型方法在对单自由度钢梁在爆炸荷载作用下的失效概率研究可靠性较高。     

具有荷载缓和功能的肋环型索穹顶结构

为了提高索穹顶结构的抗灾害性荷载能力,本文基于荷载缓和体系的思想,提出了一种缓和装置,并将荷载缓和刚度单元应用于肋环型索穹顶结构中。以一个跨度为50 m的肋环型索穹顶结构为例,将缓和装置设置在外两圈脊索、斜索及外三圈环索共7个方案,采用有限元法分析了布置方案及荷载缓和刚度K对缓和效果影响。算例表明,在外圈环索和外圈斜索布置缓和装置时内力有较大减少。而结构的荷载缓和效果以及最大挠度都随着荷载缓和装置弹簧刚度系数K的增大而减小。     

基于CFD的非圆柱体绕流特性分析

本文基于workbench平台,采用CFD软件FLUENT,对不同频率比(结构自振频率与固定圆柱绕流涡泄频率的比值)下的椭圆柱体的振动特性进行了研究。采用作为立管结构动力响应的求解器,结合FEM方法模拟立管的动力响应。     

1960MPa主缆悬索桥动力特性参数分析

将国内首座1960 MPa主缆悬索桥—坭洲水道桥作为实验对象,建立大跨径坭洲水道桥的有限元动力分析模型,利用子空间迭代法对水道桥动力特性进行详细分析,对桥梁的结构刚度、恒载集度等参数桥对梁动力特性影响进行分析。研究结果表明:坭洲水道桥自振频率低、振型分布集中;恒载集度对桥梁各阶振型频率均产生较大影响;主缆刚度和加劲梁竖向抗弯刚度对结构竖弯振型频率产生一定影响;加劲梁横向抗弯刚度对结构侧弯振型频率产生较大影响;吊杆刚度对各阶振型频率的影响可忽略不计;索塔纵向抗弯刚度主要影响竖弯振型频率。     

简谐振动下黏弹性土中衬砌的动力特性

考虑土骨架和衬砌结构的动力相互作用,在频率域内研究了黏弹性土中衬砌结构的动力特性。根据黏弹性理论,把土骨架和混凝土衬砌视为饱和多孔黏弹性介质,通过引入势函数得到了简谐荷载作用下土骨架和衬砌的位移、应力的解析表达式。将衬砌结构等效为具有分数阶导数本构关系的黏弹性体,根据黏弹性理论推导了衬砌的简谐振动响应的完全解析解。根据界面连续性条件,确定了待定系数的具体表达式。将不同类型的黏弹性简谐动力响应进行了对比,并考察了分数导数本构参数、土体和衬砌结构各参数对系统动力特性的影响。结果表明:衬砌结构的黏性对系统动力响应有显著影响。随着衬砌厚度的增加,衬砌结构振动响应幅值减小;随着阶数的增加,系统共振效应逐渐减弱;随着材料参数T_σ/T_ε比的增加,系统响应幅值减小。     

强风下高层建筑顶部结构飘板幕墙风振响应实验分析

为了降低强风对高层建筑顶部结构飘板幕墙的损坏,延长其使用寿命,对强风下高层建筑顶部结构飘板幕墙风振响应进行了仿真实验。采用风振响应谱的分析方法对飘板幕墙的风振响应进行了分析。通过对8种强风的风速谱、建筑物高度和飘板幕墙梁的刚度这三个变量下获得的飘板幕墙风振响应和风振系数的实验分析,能够得出以下结论:(1)在不同的风速谱下实验得到的飘板幕墙风振响应与风振系数的值存在较大的差异;(2)建筑物高度的不同,飘板幕墙的风振响应也不同;(3)飘板幕墙的风振响应受到结构梁刚度的影响较大,而其风振系数受到结构梁刚度的影响极小。实验结果为高层建筑顶部结构飘板幕墙的设计提供了重要的参考。     

天线对钢结构电视塔的风速时程影响分析

钢结构电视塔顶上的天线,结构简单、但与其下的塔身结构相比刚度较小,甚至有些天线的刚度沿高度有突变现象。天线刚度的变化对电视塔结构的动力特性将产生较大的影响。为此,对两种不同类型的电视塔进行风速时程分析和风荷载拟静力分析,研究电视塔的风荷载动力特性,以期获得对于带有不同刚度性能天线的合理分析和设计。     

航天用仪器支架的结构力学特性研究

航天用仪器支架的结构力学特性将直接影响到航天器内仪器设备的正常使用。本文通过对典型的航天用组合仪器支架建立有限元模型,完成了对其结构强度和结构刚度的校核,进而获得了仪器支架在正弦振动激励的条件下的加速度响应,确定了减振器刚度对仪器支架动力学响应的影响。     

横向动载作用下弹性基础上圆板动力响应分析

研究了横向轨迹动载作用下弹性基础上各向同性圆薄板在弹性约束下的动力响应问题。基于板的特征模态,利用特征函数展开法,推导出了包含贝塞尔函数的傅里叶级数解,给出了圆板响应无量纲形式位移的解析解。并通过分析荷载沿直线运动时板的响应,验证了解的收敛性,讨论了不同参数,如边界条件,弹性基础刚度,荷载移动轨迹等对板动力响应的影响。     

周向长弧形弹簧式双质量飞轮扭振特性分析

发动机扭转振动是影响汽车NVH特性的主要因素之一。双质量飞轮具有优异的扭振减振效果,使用越来越广泛。扭转弹簧与阻尼元件作为双质量飞轮(简称DMF)的主要减振单元,决定了其减振性能。本文以周向长弧形弹簧式双质量飞轮(DMF-CS)为研究对象,对其扭振特性进行了研究,建立了DMF-CS的结构与动力学模型,并对VM发动机动力传动系统扭振特性进行了分析与研究。首先,分析双质量飞轮的组成结构特征,将怠速工况下匹配双质量飞轮的汽车动力传动系统简化成二自由度扭振系统,分析了不同转动惯量比和不同扭转刚度时的系统幅频响应特性。其次,建立匹配DMF-CS的VM发动机动力传动系统的扭振动力学模型,对怠速工况下和行驶工况下动力传动系统扭振的固有特性进行分析。最后,通过MATLAB软件计算,分析了DMF-CS对怠速扭振的影响,并得出了行驶工况的固有扭振特性。     

一类两自由度非线性汽车悬架的动特性研究

通过悬架的两自由度力学模型,利用Matlab＼Simulink软件,对悬架刚度的非线性特性进行了时域仿真分析。仿真结果表明,非线性悬架对车身的振动加速度具有很好的抑制作用,选择合适的变刚度弹簧能提高汽车的平顺性。采用平均法导出了系统的幅频响应特性,分析了非线性参数变化对车身共振曲线的影响。     

高架空输电线路覆冰导线舞动非线性动力学特性研究

当前研究方法大多针对弱非线性系统,不适于覆冰导线舞动强非线性动力学特性的研究。为此,针对高架空输电线路覆冰导线舞动建立有限元方程,在构造两节点索单元的情况下,分析了导线的3个平动自由度和扭转位移。按照悬链线理论,建立单跨索结构在垂直荷载沿弧长方向均匀分布状态下的曲线方程,将其在平均荷载作用下的求解结果当成初始位形,分析覆冰导线气动力荷载。将D型覆冰导线作为研究对象,依据Routh-Hurwitz稳定性判断准则,在参数平面风速-攻角内得到各阶模态影响下导线的稳定性边界曲线,对导线舞动稳定性进行分析,发现覆冰导线舞动轨迹可近似看作是椭圆。观察覆冰导线舞动位移,获取舞动稳定的情况下和开始舞动后,覆冰导线中点位移的动力学特性。     

基于ansys的220KV酒杯型输电铁塔地震响应分析

近年来在某些地区地震灾害频繁地出现,对铁塔的稳定性有很大的影响。铁塔在动态载荷下的结构振动失稳,掌握铁塔在覆冰载荷与地震等冲击载荷作用下的动力响应以及这些动力响应对铁塔强度的影响是非常必要的。使用有限元分析软件ANSYS建立了输电铁塔的有限元分析模型,并对铁塔结构的整体稳定性进行了分析[1]。首先,静态特性进行了分析,然后分析铁塔在地震冲击载荷下造成的动力响应。     

环境风在不同风向、风速对空冷凝汽器的影响及解决措施

由于空气冷凝器直接暴露在空气中,直接利用周围的空气作为介质来进行冷却,并通过风机的强迫对流来加强冷却效果,因此环境风场必然会对空气冷凝器的正常运行产生很大影响。主要介绍环境风对空冷系统平面布置的影响以及改善环境风对空冷器影响的措施。     

地铁轨道结构的振动研究

采用傅立叶变换求解轨道结构连续弹性双层梁动力学模型,采用软件MATLAB进行编程实现模型的数值求解,计算结果和ANSYS仿真的结果进行了对比。研究表明：车速对轨道结构振动影响明显,随着车速的增加,轨枕的振动速度明显增加,整体道床的作用反力峰值也有很大的增加,而且作用力的频率段也随着车速的提高而增长。轨道不平顺对轨道结构振动非常敏感,因此对钢轨表面和车轮踏面的日常维护对轨道结构的减振和安全有非常大的意义。轨枕和整体道床之间的橡胶减振套刚度对轨道结构振动有很大的影响,刚度增加会引起轨枕的振动速度明显减小,但整体道床反作用力会增加,而相应的频谱没什么变化。从隧道结构的安全来讲,橡胶减振套刚度应取较小值。     

侧向冲击下H型钢柱动力响应特性研究

综合考虑节点效应、梁端约束效应,采用大型有限元软件ABAQUS研究了冲击作用下H型钢柱动力响应,分析了冲击速度、冲击位置及轴压比对钢柱冲击力、持续时间、残余挠度等影响,研究发现,冲击速度对挠度、持续时间的影响呈现线性关系,冲击位置对动力响应的影响主要是因为不同位置刚度不同。同时分析了各个参数对挠度敏感性,速度对挠度最为敏感,轴压在一定范围内有利于钢柱抗冲击,但超过这一范围,抗冲击性能下降,但下降幅度不大。     

基于向量式有限元的拱梁组合桥吊杆断裂动力分析

为研究单根吊杆失效对拱梁组合桥产生的不利效应,该文采用向量式有限元进行了拱梁组合桥单根吊杆断裂后的动力分析。文中首先调整了向量式有限元中预应力索单元的失效判据,提出了吊杆逐渐断丝失效模型并加以验证,最后采用自编向量式有限元程序,对下承式拱梁组合桥的单片拱肋进行了不同吊杆失效模式下的模拟。得到了各吊杆内力和系梁位移的动力响应曲线。结果表明:利用向量式有限元能够准确的进行断索全过程动力分析,其中,吊杆突然断裂时对相邻吊杆的影响较大,动力放大系数高达1.88,在拱梁组合桥设计中应该予以考虑。     

城市综合管廊的地震响应及其影响因素研究

基于有限元分析模型,得到了水平地震作用下城市地下综合管廊结构的位移响应,并分析了混凝土材料、围岩参数、结构埋深等因素对结构地震响应的影响。研究表明,地震作用下地下综合管廊结构基本随场地的运动发生整体运动,底板位移峰值最大;管廊结构的混凝土强度改变对管廊结构的地震位移响应影响较小,埋深的增加一定程度上能限制管廊的位移,而管廊周围土体性质对管廊位移地震响应的影响最大。