索网结构振动模态特性分析

采用子空间迭代法，结合2个工程实例，对索网结构的自振特性进行了计算分析，研究了一般索网结构的频率分布特性以及钢索应力刚度、结构质量和矢跨比等结构参数对自振特性的影响．此外，还考虑了几何非线性对结构应力刚度的影响，考虑位形修正进行了模态分析．研究结果表明，索网结构振型密集，影响其自振特性的主要结构参数是索网的初始张力和索网屋面的分布质量．     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

钢管混凝土拱桥的自振特性研究

本文采用有限元法通过四个算例，研究了中承式钢管混凝土拱桥、上承式钢管混凝土拱桥、提篮拱桥的自振特性，并探讨了横撑刚度对自振特性的影响，结果表明，上承式中承式拱桥都具有自振周期长，频率密集的特点，横撑构件的刚度对自振特性影响不大。     

单肋斜撑钢管混凝土拱桥动力特性分析

单肋斜撑钢管混凝土拱桥是近年来出现的一种新型桥梁，以广梧高速双凤至平台段K111＋495跨线桥为例，采用ANSYS有限元软件，对该桥的振动频率及振型进行了分析，讨论了拱肋抗压、抗弯刚度对其动力特性的影响，并就行人舒适性问题进行了探讨．结果表明：该桥面外刚度相对较小，在桥梁振动中首先出现拱肋面外对称侧弯，桥梁前10阶振型中有4阶为拱肋的面外振动；桥梁拱肋面外自振基频小于桥梁整体竖向自振基频，说明桥梁拱肋面外刚度与全桥竖向刚度相差较大；桥梁的扭转频率出现在第5阶，说明结构的抗扭刚度较大，容易满足刚度要求；改变拱肋抗压刚度对于桥梁各阶振型频率影响极小，而改变拱肋抗弯刚度则对各阶振型频率有一定的影响；但拱肋抗弯、抗压刚度的变化均不会影响该桥的振型；本桥的一阶竖向频率为2．111Hz，舒适性指标不满足国际上CEB（1993），SIA（1989），“立体横断施设技术基准·同解说”（1979），对行人舒适性有一定的影响，值得注意．     

钢拱塔斜拉桥动力特性影响参数分析

为研究钢拱塔斜拉桥的参数对其动力特性的影响.以西安富裕路沣河大桥(钢拱塔斜拉桥)为工程背景,分析了结构自重、刚度、有无纵向水平索、索力大小对该类桥梁动力特性的影响.其结果表明:自振频率随结构自重增加而逐渐减小,主梁自重对桥梁自振频率影响较大,钢拱塔自重次之,拉索自重影响最小.桥梁自振频率随结构刚度增大而逐渐增大,当刚度...     

中承式系杆拱桥自振特性影响因素分析

采用大型结构通用软件Midas/Civil,对一座中承式钢筋混凝土系杆拱桥进行了结构自振特性的数值模拟分析,取得了结构自振频率和自振振型等动力参数,并对振型进行了描述,通过变换桥梁的主要结构参数来对比分析了它们对结构自振特性的影响.计算结果表明,桥面板的厚度、混凝土弹性模量以及拱肋刚度的变化均对自振特性有重要影响,研究结论可以为同类桥型的设计提供参考.     

结构参数变化对钢管混凝土拱桥动力特性的影响分析

以郑州黄河二桥主跨钢管混凝土拱桥为研究对象,采用ANSYS通用有限元程序,建立了该下承式钢管混凝土拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了17种不同工况和损伤对桥梁的动力特性的影响。计算结果表明:该钢管混凝土桥竖向刚度相对较强,面外刚度相对较弱;横撑的布置形式对桥跨结构的竖向刚度影响不大,但对桥梁结构对面外刚度影响较大;撑脚的损伤对结构的第1阶自振频率的影响比较敏感的,但对结构的竖向刚度影响不大;吊杆和桥面板的损伤对结构动力特性的影响基本没有变化。     

正六角形蜂窝芯层面内等效弹性参数研究

由于蜂窝芯层结构在外载作用下,蜂窝胞元壁板不但会产生弯曲变形,而且也会产生伸缩变形和剪切变形。过去Gibson公式在计算蜂窝芯层等效参数时只考虑了弯曲变形,虽然简便,但在导致蜂窝芯层分析时,弹性矩阵会出现不确定性;后来,宋明慧公式在Gibson公式的基础上,进一步考虑了伸缩变形的影响,但由于没有考虑剪切变形的影响,导致的蜂窝芯层结构不稳定,而且简化的弹性矩阵会出现奇异。该文新推导的面内等效弹性参数理论计算公式考虑了弯曲变形、伸缩变形和剪切变形对面内等效刚度的影响,是对Gibson和宋明慧公式的修正,克服了他们公式上的缺陷。     

考虑各向异性形貌特征的岩体结构面刚度计算模型

为了实现岩体结构面切向刚度和法向刚度的便捷化精准取值，准确分析结构面变形行为特征，以关山隧道闪长岩结构面为例，对结构面形貌信息进行数字化提取，应用3D打印技术制作结构面试样，开展单轴压缩与各向异性直剪试验，提出了各向异性新形貌参数，建立了结构面切向刚度与法向刚度计算新模型。研究结果表明:新形貌参数综合考虑了结构面起伏体上坡段的爬坡角与爬坡高度，有利于反映结构面形貌的各向异性特征，并且同一方向上结构面剖面线的形貌参数服从对数正态概率分布；在物理模型力学试验的基础上，结合结构面形貌参数、结构面壁面强度和法向应力构建的结构面切向刚度计算新模型，不仅降低了计算参数的获取难度，还可以更好地体现结构面切向变形能力的各向异性；改进的双曲函数法向刚度计算模型考虑了结构面初始法向刚度和最大法向闭合量与结构面壁面强度之间的量化关系，避免了复杂的力学测试，简化了法向刚度的获取过程；通过与经典计算模型和力学试验结果进行对比，发现采用新模型计算的刚度更为接近试验值，其中切向刚度与试验值的平均相对误差为2.09%~27.88%，法向刚度与试验值的平均相对误差为3.25%~17.25%，表明结构面切向刚度和法向刚度计算新模型可以更准确和便捷地获取结构面变形参数。      

环境温度对三塔两跨悬索桥结构静动力特性的影响

以泰州大桥为对象,分析了整体结构温度变化对于三塔两跨悬索桥结构静动力特性的影响.从Euler-Bernoulli梁出发,导出了杆件单元的内力变化后的动力特性分析等效刚度表达式.通过温度变化后大跨桥梁的静力分析,得到构件单元内力增量,计算等效刚度,进而计算温度变化后的动力特性.利用ANSYS的二次开发功能,编制了相应的宏命令和分析模块,分析了结构整体温度变化对大桥动力特性的影响.结果表明：环境温度变化对于泰州大桥结构静动力特性影响明显,温度的变化与大桥自振频率的变化呈反比关系.在进行大跨桥梁试验模态分析,以及结构损伤识别等研究中应考虑环境温度的影响.     

支撑刚度对载流摩擦磨损特性的影响

在CETR UMT-2摩擦磨损试验机上,用自行设计的夹具,研究了支撑刚度对钢铝复合轨与受电靴摩擦副之间的载流摩擦磨损特性的影响,测量了法向力随时间的变化曲线与受电靴的磨损质量和弹簧在加、卸载过程中的变形能,分析了变形能与载流摩擦磨损特性之间的关系。分析结果表明:随着载荷的降低,载荷振幅均增大;弹性支撑时的载荷振幅和磨损质量总体上较刚性支撑的小;弹簧的摩擦耗能与变形能的比值越大,吸振能力越强,载荷振幅越小,载流磨损质量越低。可见,弹性支撑能降低载荷的振幅,保证良好的受流,选择合适的加载范围和一定刚度的弹簧支撑能有效地降低电弧烧蚀带来的材料损失,延长摩擦副的使用寿命。     

快速线路轨道刚度合理值的研究

轨道动态几何形位直接对行车安全、轮轨作用力、车辆振动产生影响.轨道动态几何形位的变化与众多因素相关.轨道刚度变化同时影响着轮轨动荷载和轨道动态几何形位的变化.将沪宁线轨检车实测动态不平顺输入动力仿真软件,分别计算不同垂向和横向刚度时的轮轨动轮载和钢轨的垂向、横向动位移,并改变车辆速度和输入不平顺的大小,分析轨道不平顺、轮轨动荷载和钢轨动位移之间的关系.利用正态分布的原则统计不同状态下动轮载和动位移的最大值,分析对比钢轨动态变形和轮轨动荷载随刚度和速度的变化趋势,提出了合理的轨道刚度取值范围,并分析了初始不平顺大小对轨道动态位移的影响.     

GEOMETRICALLY NONLINEAR FE FORMULATIONS FOR THE MACRO-ELEMENT UNIPLET OF FOLDABLE STRUCTURES

Introduction　　 Pantographic foldable structure works on theprinciple of a pantograph[1,2 ] . A structure of thistype may be referred to as“pantograph structure”,or simply“p- structure”. The basic unit for the p-structure is a componentso- called duplet[3 ] ,orpan-tograph unit[4] ,Scissor- Like Element ( SLE) [5] ,asshown in Fig.1 .A pantograph unitconsists of twocoplanar straightbars called uniplet,which are ca-pable of rotating about the intermediate pivot,re-ferred to as a scissor h…     

基于形态函数的船闸人字门背拉杆预应力优化计算及调试方法

大型船闸人字门通过在开口面设置预应力背拉杆来提高门体的整体刚度,减少人字门的下垂与扭转变形.文中由闸门平整度和下垂度构造出综合反映人字门整体变形程度的形态函数,并以闸门形态函数为基础,建立了理论体系较完善的背拉杆预应力优化计算模型.通过对长洲水利枢纽船闸人字门背拉杆预应力的计算和调试,表明这种方法简单而有效.     

Computational method for prestress developing of tensile cable-net structures

The prestress developing of tensile cable-net structures is a state transforming process from the initial unstressed state to the final prestressed state, and it is rather complicated because the elastic deformation is normally coupled with the kinematic mechanism movement. Firstly, the basic equations of prestress developing by moving boundary joint are derived from the total potential energy equation. Secondly, the presumed initial tension is proposed to impose into the elements and avoid the singularity of global stiffness matrix. And the self-stress mode which is calculated from the equilibrium matrix with singular value decomposition is employed as basically presumed initial tension. By applying boundary movement increment, an iterative computation is developed to calculate the updating geometric configuration and tension evolution. Finally, the MATLAB program is coded from the presented method, and numerical examples indicate that this computational method is effective and has theoretical significance and valuable guide to design and construction of tensile cable-net structure.     

减振轨道形式对地铁曲线上钢轨磨耗影响的仿真

针对地铁线路普遍存在的钢轨磨耗现象,运用Simpack数值模拟虚拟样机技术和有限元软件Abaqus,建立地铁车辆轨道耦合动力学模型,针对车辆行驶于4种减振轨道曲线线路时,对轮轨磨耗、减振器扣件地段加密措施、梯形轨枕枕下刚度和参振质量调整措施进行了仿真模拟计算分析．结果表明：对于抑制钢轨波磨,板下减振和枕下减振方式在小曲线半径曲线地段使用效果要优于既有刚度和间距条件下的减振器扣件和Vanguard扣件;对于抑制钢轨侧磨,板下减振和枕下减振方式的效果也相对较好;减振器扣件间距加密措施、梯形轨枕枕下刚度及参振质量的增加,对减磨有一定作用．     

与集中质量和弹簧连接的均匀弹性杆的振动

讨论并求解一端系有集中质量且两端均与弹簧连接的均匀弹性杆振动问题.当弹簧劲度系数为零时,利用极限方法得到一端自由另一端系有集中质量的弹性杆振动问题的解.     

多约束燃料棒自由振动特性

为开发用于核燃料设计的流致振动计算程序，基于梁理论和势流理论，建立了多约束燃料棒振动问题理论分析方法. 首先通过多跨连续梁理论，得到了多约束燃料棒在空气中振动控制方程和干模态下总体刚度矩阵和质量矩阵；然后通过势流理论，考虑了流体轴流和边界条件的影响，给出了湿模态下附加质量矩阵；最后以压水堆燃料棒为例，得到了燃料棒在干模态和湿模态下自由振动固有频率和振型的理论分析结果，并研究了弹簧刚度和附加质量系数对振动固有频率的影响. 研究结果表明:通过理论分析方法所得计算结果与有限元软件ANSYS计算结果相一致；燃料棒在堆芯中结构为棒束形式，且周围为高速流动流体，振动频率及振型受到流体轴流和周边相邻燃料棒的边界效应影响，但由于多约束作用，流体轴流和边界效应仅影响了振动固有频率，而对振型基本没有影响；拉压和扭转弹簧刚度越大，燃料棒振动频率越高，增加扭转弹簧刚度可使第1阶固有频率增加79.1%，附加质量系数越高，燃料棒振动频率越低，可使第1阶固有频率降低18.2%，通过优化刚度方法可得到理想的振动特性，为格架设计提供参考.      

水轮机组结构—液体系统的动态特性分析

讨论了耦合系统自由振动的控制方程，着重对动水压力向量及附加质量阵的计算进行阐述，并对在水介质下的结构的动态特性计算的求解方法作简要说明，最后介绍一个实用例子得出了计算成果，该例表明考虑液体影响得出的机组自振频率比不考虑液体影响所得值明显下降，而各阶振型也有明显的不同。