双翼鱼刺型振动模型基础研究

介绍了将平面框架结构简化为双翼鱼刺型振动模型的方法。为了证实该模型的有效性,分别利用反弯点法、D值法、双翼鱼刺型振动模型方法设定多质点系刚度矩阵,对算例结构进行地震响应时程分析;并利用杆系单元有限元的方法,自编电算程序,对算例结构进行地震响应时程分析。最后,对上面几种方法的结果进行比较。结果表明,利用双翼鱼刺型振动模型设定结构刚度矩阵K后计算得出的地震响应值和利用杆系单元有限元方法计算出的结果比较一致。     

结构振动模型和刚度矩阵对地震响应影响研究

对平面钢框架算例模型分别采用质点系、双翼鱼刺型和杆系振动模型输入天然和人工地震波进行地震响应时程分析.在分析中,与质点系振动模型相关的结构侧移刚度矩阵由反弯点法、D值法、非线性静力分析法以及柔度法确定;与双翼鱼刺型振动模型相关的结构侧移刚度矩阵由双鱼刺法确定;与杆系振动模型相关的结构侧移刚度矩阵由矩阵位移法确定.通过算例讨论了采用上述不同方法确定的结构侧移刚度对结构地震响应影响.     

平面钢框架结构简化为双翼鱼刺型振动模型的研究

对于平面钢框架结构,应用非线性静力分析法,借助于增值系数λ,提出了新的结构振动模型--双翼鱼刺型振动模型.然后选取5个结构算例,利用4种方法确定结构刚度矩阵后,采用3组地震波加速度时程离散值进行了地震响应弹性时程分析,验证了其合理性.该模型由于考虑到梁刚度对结构整体刚度的影响,比质点系剪切型振动模型具有很多优越性,不仅在弹塑性范围内能够得到精度较高的结果,而且具有输入数据简单、计算简便的特点,可为结构抗震工程计算和设计提供简便而有效的一种解析手段.     

基于抗震的多高层钢结构层间侧移刚度优化分布的研究

为了研究建筑结构的抗震性能,采用6,9,12层钢框架算例模型,利用时程分析法对3种算例模型进行地震响应弹塑性时程分析.分别调整3种算例模型各层的侧移刚度,使算例模型在地震动作用下各层的累积塑性变形倍率相等,将此时结构各层的侧移刚度与底层侧移刚度的比值定义为最佳侧移刚度比,楼层号和总层数之比定义为层数比.根据3种算例模型...     

框架-剪力墙结构分析模型的地震响应比较研究

将框架-剪力墙算例模型中的剪力墙简化为单墙柱和双墙柱模型后，分别作弹塑性静力分析，得出层剪力-层间位移曲线，确定和框架-剪力墙算例模型相对应的多质点系振动层模型侧移刚度，进行弹塑性地震响应时程分析，并与ANSYS软件直接计算得到的结果进行比较，得出如下结论：采用框架-剪力墙平面铰结体系进行抗震分析，剪力墙单墙柱和双墙柱模型具有一定的合理性和实用性，可作偏于安全设计，能为结构抗震初步设计提供参考．     

超高扬程升船机顶部机房形式及地震鞭梢效应分析*

以白鹤滩超高扬程齿轮齿条垂直升船机工程为例，对不同机房形式的升船机方案，运用ANSYS有限元软件，建立了考虑地基-塔柱-顶部机房共同作用的升船机塔柱结构三维有限元模型，采用时程分析法计算升船机塔柱和顶部机房在不同工况下的位移和加速度响应，对比不同工况的地震响应和鞭梢效应。研究结果表明：塔柱结构一阶振型是横向振动，二阶振型是扭转振动，进行塔柱结构设计时有必要适当增强结构的抗扭刚度；地震作用下超高扬程升船机结构鞭梢效应明显，分离式机房较整体式机房在鞭梢效应方面表现更弱。在升船机结构设计时宜合理选定机房形式，塔柱顶部宜采用梁板结构连系。     

含损伤加筋结构的振动与声辐射特性研究

采用有限元／边界元方法针对加筋结构，研究了损伤对振动与声辐射特性的变异特性。将损伤模型引入结构有限元分析中，针对各向同性损伤单元模型中，采取刚度各向整体弱化的方法分析；对于各向异性损伤单元模型中，采用Kachanov理论，分别引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数。基于Mindlin板理论，建立描述健康和损伤的4结点有限壳单元模型，采用有限元方法计算结构振动特性与表面动力响应。基于4结点二维线性边界元模型，根据Rayleigh积分可以计算结构振动向外辐射的声压，进而可以得到辐射声功率和辐射指向性。为了研究损伤结构处于空气或水中不同损伤位置和大小对结构振动及声特性的影响，文章建立了含损伤结构的动力与声辐射分析方法，就各种损伤对结构振动频率、振动模态与声辐射模态、辐射阻尼、辐射功率与指向性的影响进行了数值模拟。通过对典型算例分析，得出了相应的结论，在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索。     

梁系平面刚度偏心分布高桩平台结构地震响应

基于工程实例,采用反应谱方法、时程分析法对梁系平面刚度偏心分布高桩平台结构地震响应规律进行分析研究。结果发现：横向地震作用下,反应谱法和人工波时程分析法计算结果较为接近,天然波时程分析法结果则因选波呈现差异;桩基二维、三维模型计算结果较为接近,横梁二维、三维模型剪力峰值计算结果接近,弯矩峰值结果差异大。纵向地震作用下,三维反应谱法和人工波时程分析法计算结果接近。不同计算模式对比表明三维反应谱法适应性较好。抗震设防烈度大于7度时,该类型平台结构桩基不宜选用PHC桩。对梁-板连接刚性系数λ进行参数分析表明：λ变化对横梁、纵梁内力的影响大于对桩基的影响,对纵横梁弯矩的影响大于对剪力的影响,且纵向地震作用下影响程度大于横向地震。说明板、梁之间的约束状态改变了结构的刚度分配情况,进而对结构的地震效应产生规律性影响。     

船舶结构振动特性研究

本文利用SHELL63、BEAM4、SOLID95、COMBIN14四种类型共64187个有限单元和30种几何参数建立了接近于真实船舶(包括机舱动力设备)的有限元模型。在考虑流一固耦合状态下，用有限元技术对船舶进行模态分析以及船舶对激励力的振动响应数值计算。在模态分析过程中，采用了矩阵缩减的方法来消除局部模态，以便获得整体弯曲和扭转振动模态。然后对主机单层隔振器和辅机双层隔振器的减振效果进行了预估。将建立的接近于真实船舶的有限元模型和尾部结构的三维有限元和梁组合模型的数值计算结果进行比较，得到一些重要结论。本文为船舶设计人员在船舶设计阶段，预报船舶结构振动提供了一条新的途径。     

钢管混凝土系杆拱桥地震响应分析

采用通用有限元软件对一座钢管混凝土系杆拱桥建立空间有限元模型研究其动力学特性。通过反应谱法和时程分析法分析了该桥的地震动力响应特性。研究表明:反应谱法和时程分析法都能较好地分析结构的地震反应,且计算结果较为接近,时程分析法可对反应谱分析的结果进行校验。     

泥浆泵舱顶部甲板减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象，利用数值计算和振动测试结合的方法对其减振方案进行研究。设置两种泥浆泵运行工况，利用振动分析仪测量甲板上表面8个高振动测点的振动速度。利用有限元方法建立顶部甲板模型，通过模态分析和谐响应分析得到顶部甲板的前五阶固有频率和各测点振动速度-转速曲线。振动响应数值计算结果和测试结果吻合，验证数值模型可靠性。分析发现顶部甲板固有频率远离激励频率，结构振动属于强迫振动，主要由泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨引起。甲板振动速度不符合规范要求，因此提出两种增加刚度的减振措施。通过谐响应分析重新计算测点的振动速度响应，结果满足规范要求。研究结果为船体局部结构设计和减振设计提供参考。     

高墩连续刚构桥抗震分析与设计

本文以石马河大桥为工程背景,运用有限元软件Midas/Civil建立有限元模型,进行了模态分析;在此基础上,分别用反应谱法和时程响应分析法,计算了该桥的地震响应,并对两种方法的计算结果进行比较分析,得出了一些有用的结论。     

基于ANSYS的预应力混凝土桁架桥设计

结合某预应力混凝土桁架桥的概念设计,基于单元刚度矩阵集成和ANSYS有限元数值模型为计算方法,分析研究该桥在静力荷载作用下的响应。通过分析腹杆及弦杆的挠度和应力分布,研究该桥的受力特点,并提出桁架桥的优化设计建议。     

十四参数高精度空间梁单元

为在大型杆系结构的分析计算中能考虑轴向力作用引起的二次矩效应，克服常规空间梁单元存在的不足，首次运用十四参数高精度空间梁单元，并推导出相应的单元刚度矩阵。为使用方便，同时给出凝聚后的十二参数空间梁单元刚度矩阵。     

船体振动响应预报

利用有限元技术对船体总振动、上层建筑整体和各层甲板局部自由振动频率及上层建筑振动响应进行了预报。介绍了用于振动计算的单层甲板模型、尾部上层建筑模型、全船模型和简化全船模型及应用实例。研究了上层建筑和船体之间的耦合影响，并根据具体算例对各种模型化方法的效果进行了评价。     

应用二维有限元模型计算船体总振动的研究(英文)

目前普遍应用传统的梁的理论来计算船体振动,但其高谐调误差较大,失去实用意义。本文研究了应用模-杆二维有限元模型计算船舶总体垂直振动的方法,在709机上采用多单元组合结构动力计算程序,计算了船A的船体总振动特性与响应。计算结果与实测的比较表明,本文的二维有限元模型较传统模型具有优越性,其四、五谐调的计算误差由20％降为5％以内,提高了高谐调的计算精确度(动响应计算结果与实测值也较一致)。而且计算模型简单,原始数据准备方便,可采用中小型计算机计算,可供船舶设计阶段计算船舶振动特性使用。     

基于接触单元的海底管道地震动力时程分析

基于管土相互作用机理,利用接触单元代替工程计算中常用的弹簧单元更加真实的模拟管-土的相互作用。以大型结构分析有限元软件ABAQUS为平台,对海底管道进行地震动力时程分析,获得管道的地震响应,得到了管道在地震作用下的主要破坏模式,并分析埋深、管径等因素对管道地震响应的影响。分析结果可为海底管道的抗震设计和规范制定提供参考。     

泥浆泵舱顶部甲板的减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象,利用数值计算与振动测试相结合的方法对其减振方案进行研究。设置2种泥浆泵运行工况,利用振动分析仪测量甲板上表面4个高振动测点的振动速度。利用有限元方法建立顶部甲板模型,通过模态分析和谐响应分析得到顶部甲板的前5阶固有频率和各测点振动速度-转速曲线。振动响应数值计算结果与测试结果吻合,验证数值模型具有一定的可靠性。分析发现顶部甲板的固有频率远离激励频率,结构振动属于强迫振动,这主要是泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨上引起的。甲板振动速度不符合规范的要求,因此提出2种增加刚度的减振措施。通过谐响应分析重新计算测点的振动速度响应,结果满足规范的要求。     

船舶推进轴系纵横耦合振动响应分析

文章针对船舶推进轴系多质量、多弹性支撑的工程实际结构,运用有限单元法,基于带弹性支撑、集中质量的纵横耦合振动梁单元的非线性刚度矩阵及质量矩阵,建立了结构有限元动力学分析模型,计算了其动态响应位移及幅频特性曲线,并对响应结果进行了分析;由于纵横耦合振动存在着较强的耦合作用,其动态响应位移比无耦合作用下的位移大,在频域上有更多的激励频率分量;因此,在设计时系统的固有频率不仅要避开激励频率,同时要避开纵、横激励频率的线性组合;文中还研究了在不同激励力幅值和不同激励频率下船舶轴系耦合振动的非线性响应的影响规律。计算分析结果对船舶推进轴系的设计具有一定的指导借鉴意义。     

船体振动响应预报研究

以某巡逻艇的船体结构和型线为依据，建立三维有限元模型，利用ANSYS大型结构分析软件，计算该艇在强迫外力下的整体响应，得出了加速度响应曲线。与实验结果比较，两者吻合较好。文中的结论对船体振动响应预报及船体结构振动分析都有一定的参考价值。