一类非线性梁在随机载荷作用下的弯曲振动(Ⅰ)

非线性工程结构对随机载荷的动力响应分析是当前工程界十分关心的问题．本文利用Karman-Howarth在各向同性湍流研究中提出的方法讨论了一类非线性等直梁在随机载荷作用下的弯曲振动,给出了一种用于结构动力响应分析的简单而方便的近似方法。     

具有随机参数的壳体静动力响应规律及可靠性研究（国家自然科学基金项目：A020216）

本项目的研究计划要点主要是研究具有随机参数的壳体结构的静动力响应和可靠性分析的理论和方法，包括：壳体结构物理参数、几何参数及载荷随机性的表述；层状壳体结构的非线性随机有限元静动态响应分析；研究基于随机有限元法的结构可靠性理论与方法；结构随机响应和可靠性分析的计算机程序。     

柔性多体系统的几何非线性动力分析

推导了变惯性柔性多体系统几何非线性动力分析的表达式，可用于具有大的刚体转动和非线性弹性变形的多体系的动力响应分析。     

千米级斜拉桥船撞动力响应分析实用方法研究

结合千米斜拉桥基础刚度较大的特点,指出采用实用的两阶段方法来计算千米级斜拉桥在船舶撞击作用下的全桥动力响应.该方法采用非线性显式有限元接触分析来进行船桥局部碰撞分析,得到船舶在碰撞过程的特性曲线,并将其作为第二阶段全桥动力响应分析的基础.然后,用动力分析中常用的空间梁单元模型进行全桥动力响应分析,明确船撞下千米级斜拉桥的动力需求或性能.选择主跨跨径为1 500 m的千米级斜拉桥为算例,LS-DYNA完成第一阶段的局部碰撞特性的分析,Sap2000开展第二阶段的全桥动力响应分析,其过程表明该方法的基本思路简单实用且有效,能为实际的设计提供指导和依据.     

桥梁结构非线性地震响应极值分布的估算方法

为了研究近断层脉冲地震作用下桥梁非线性地震响应极值分布,进行小失效概率下的桥梁动力可靠度精确计算,提出了一种有效的近断层脉冲地震作用下桥梁结构非线性地震响应极值分布分析方法. 首先考虑桥梁结构的非线性和地震动的不确定性,采用拉丁超立方抽样对近断层脉冲地震动随机参数和结构随机参数进行随机抽样,通过模拟的高频地震动均方值和与精确值的相对误差确定出所需要的样本数量;其次以合成的近断层脉冲地震动作为地震激励,通过时程分析对结构非线性动力方程进行求解,从而得到结构非线性地震响应极值样本,再采用改进的分数阶矩最大熵原理获得结构非线性地震响应的极值分布;最后通过非线性单自由度系统和三层非线性剪切框架验证了该方法的有效性. 研究结果表明:该方法不仅能够有效的模拟近断层脉冲地震作用时,桥梁结构与地震动双重不确定性影响下的动力响应极值分布,更能在兼顾效率和计算精度时,精确估计桥梁结构非线性地震响应极值的尾部分布,能够为桥梁结构非线性动力可靠度评估提供一种有效的途径.      

随机地震荷载下非线性结构动力响应有限元分析

本文应用改进的光滑滞回模型，采用等效线性化技术推演了一类具有非线性滞回特性的三维连续体结构非平稳随机响应分析的有限元列式，并以该法编制的程序进行算便分析证实了其合理性和可靠性。     

桥墩防护装置在船舶撞击载荷作用下的动态响应分析

采用通用非线性动态响应分析软件ANSYS／LS-DYNA对广东官洲河大桥防护装置进行船。防护装置碰撞仿真模拟，得到该防护装置在碰撞载荷作用下的损伤变形过程和吸能情况，为该类防护装置提供了设计依据．     

柴油机连杆动力响应分析初步

为了深入了解连杆的受力特点,对连杆进行了精细的动力响应分析,针对16V240ZJ柴油机连杆,应用转动惯量法,精细求出连杆的惯性力,并将其与燃气压力一起作为外载荷,利用I-DEAS软件求解连杆动力响应,得出了一系列连杆动力响应的规律,并给出了连杆静力计算与动力计算结果的比较.     

柴油机连杆动力响应分析初步

为了深入了解连杆的受力特点,对连杆进行了精细的动力响应分析,针对16V240ZJ柴油机连杆,应用转动惯量法,精细求出连杆的惯性力,并将其与燃气压力一起作为外载荷,利用I-DEAS软件求解连杆动力响应,得出了一系列连杆动力响应的规律,并给出了连杆静力计算与动力计算结果的比较.     

桥梁船撞动力有限元数值模拟分析

桥梁在船舶碰撞时受到的动力载荷和响应是复杂的动力非线性问题,在分析碰撞仿真基本理论和关键技术的基础上,借助于非线性有限元软件LS-DYNA,仿真分析了船舶撞击桥梁主塔的基本过程,得到了船舶与主塔碰撞时碰撞力、能量转化及结构变形的时间历程,所得结论对桥梁设计与碰撞后损伤评估有着重要的参考价值。     

一种用于SWATH湿甲板动响应分析的砰击载荷实用计算方法

利用连接桥模型试验,通过对几种砰击载荷计算方法的比较,提出用抛物线型函数对砰击压力进行二元非线性回归,与试验值吻合较好,得到了一种用于SWATH湿甲板动响应分析的砰击载荷时历载荷形式.给出一条船的算例,分析了湿甲板砰击的特点,得到航速、有义波高、遭遇频率、湿甲板高度都是影响砰击发生及其量值的因素的结论,指出在分析湿甲板砰击强度时必须采用动响应分析法.     

结构动力屈曲的研究进展

系统地回顾了结构动力屈曲的研究进展,着重阐述了板及加筋板结构在周期载荷、冲击载荷以及随动力作用下的动力屈曲问题.对常用的动力屈曲准则作了介绍.针对目前对复合材料结构冲击屈曲研究较少的情况,提出应开展该领域的深入研究,并指出研究面内动力载荷下板结构的动力极限强度具有重大意义.     

高速动力车轴应力谱分析及疲劳寿命可靠性预测

结合车辆系统在随机轨道谱激励下的动力响应与疲劳强度理论,以"中华之星"高速动力车轴为例,建立了动车系统的非线性动力学模型,仿真车辆在典型线路上的运行特性,获取作用于轮轴上的随机载荷谱。引入车轴材料的非线性本构关系,进行轮轴的有限元分析,得到车轴关键部位的应力时间历程,对其进行统计分析后得到各危险点的应力谱。在此基础上,运用局部应力应变法和累积损伤理论进行了车轴疲劳寿命估算和可靠性分析,得到不同可靠度下的疲劳寿命。当可靠度为0.9时,其疲劳寿命为16年。     

海上浮式结构物的模糊运动响应分析初探

为进一步客观反映海上浮式结构在波浪中的运动响应,对其进行不确定性分析特别是模糊运动响应分析是十分必要的。运用模糊统计方法,并结合试验分析了波浪载荷及系泊约束的模糊性,对系泊结构的系统模糊性进行了初步描述,推导了相应的模糊运动方程。研究表明,模糊性因素的存在,按传统的确定性算法难以准确反映结构的真实受力及运动情况,先将波浪载荷等输入模糊化后再求解方程并结合试验数据综合确定系统的受力和运动,这是目前较有效的改进方法。     

流固冲击载荷下加筋板非线性动力响应与敏感度分析

在考虑大变形、忽略阻尼的影响下,基于有限元软件ANSYS分析了加筋板在流固冲击载荷下的非线性瞬态响应.不仅将不同的冲击载荷形式,譬如阶跃载荷和三角形载荷,与流固冲击载荷对加筋板动力特性的影响进行了比较,还分别讨论了载荷峰值、冲击载荷持续时间、板厚、加强筋材料体积比和截面宽高比的影响,并对它们作了敏感度分析.     

京沪高速南京越江钢斜拉桥车桥耦合振动分析

运用桥梁结构动力不写车辆动力学的研究方法,将车桥作为联合动力体系,以京沪高速铁路南京越江方案我钢斜拉桥为研究对象,进行了高速列车过桥时的车桥空间耦合振动响应分析,着重研究了列车速度变化时对桥梁的挠度,车辆舒适度及脱轨安全度的影响。     

斜拉桥地震响应非线性时程分析

基于有限单元法,推导出多自由度结构体系在地震作用下的增量形式的运动方程,建立了大跨度斜拉桥的地震激励模型.考虑结构的几何非线性,采用增量动力平衡迭代格式的Newmark-β法进行非线性时程分析,并以某主跨360 m的斜拉桥为例进行了线性、非线性动力分析,验证了方法的可行性,同时表明大跨度斜拉桥的几何非线性影响因素不容忽视.     

转向架构架动应力解耦分析

采用车辆刚体动力学分析模型和Ｕｅｗｍａｒｋ直接积分法计算了直向通过道岔时２０９ＨＳ转向架构架的载荷一时间历程；在建立构架有限元分析模型并编制流程控制文件后，采用ＡＮＳＹＳ软件中的瞬态动力响应分析模块计算了直向通过道岔时构架的动应力。结果证实对构架进行实用的动应力分析是可行的。     

基于非线性接触算法的设备连接强度及随机振动分析

以某列车底架上一牵引设备为例,将螺栓以六面体单元进行离散并施加一定的预紧力,在5个冲击载荷工况下以接触非线性方法对设备安装座及螺栓强度进行精确校核计算,并对结构进行优化,确认最终结构.基于此对结构进行随机振动疲劳分析,考察结构分别在纵向、横向、垂三个方向总共15 h随机激振载荷下结构的疲劳总损伤.结果显示:各结构件母材和焊缝总损伤均小于1,满足随机振动疲劳的要求.     

考虑行人同步率的随机行走人群模型

为了研究行走人群协同性对结构人致振动的影响,基于考虑行人同步率的随机行走人群模型,对人群行走下人行天桥的竖向振动问题就行了分析. 首先通过行走人群随机性分析,提出了考虑行人同步率的随机行走人群集中模型和离散模型;其次在两类模型下考虑人-结构竖向耦合作用,建立了随机行走人群作用下结构竖向振动响应分析方法;最后对比分析了人行天桥在不同随机行走人群模型下的竖向加速度响应和动力特性参数的变化规律. 研究结果表明:两类模型行人行走下,人行天桥的1 s均方根加速度响应随人群密度的提高先增大后减小;人群密度超过0.2人/m2后,随机行走人群离散模型下的人行天桥1 s均方根加速度大于集中模型,且增大集中模型同步区行人间距有利于减小结构振动响应;随着人群密度的增大,人行天桥瞬时频率不断减小,瞬时阻尼比则先增大后减小,集中模型和离散模型下人行天桥瞬时阻尼比分别最大提高到6倍和7倍;考虑行人同步率的随机行走人群模型能准确反映人行天桥实际所受到的人群行走荷载作用,可为人行天桥人致振动响应分析与评估提供参考.