不同阻尼器在钢框架减震工程中的对比分析研究

耗能型屈曲约束支撑与剪切型金属阻尼器均有较好的耗能性,性能稳定,更换方便,在框架结构的减震设计中都常被采用。本文以某钢框架的减震设计为例,研究了设置不同阻尼器后,钢框架结构的地震响应,并确定结构的减震方案。研究结果表明:附设屈曲约束支撑或附设剪切型金属阻尼器对钢结构减震效果明显,合理布置耗能型屈曲约束支撑或者布置剪切型金属阻尼器后,钢框架结构的抗震性均能满足要求。通过对比研究,为项目的减震设计提供了理论依据。     

阻尼器不同布置方案的对比分析研究

屈曲约束支撑(BRB)是广泛应用与结构减震的阻尼器,这种阻尼器耗能性良好、便于维护,特别适合钢框架结构的减震。云南某图书馆项目,结构形式为钢框架,采用BRB减震。本文对两种不同BRB布置方案下,结构的地震响应进行了分析研究。研究结果表明:两种布置方案,结构均满足抗震性能要求。通过对比分析,最终得出项目的减震布置方案,为项目的减震设计提供了理论依据。     

混合控制消能减震在某框架结构中的应用

相较于单一的消能减震结构,混合控制消能减震能结构的抗震性能有较大的提升。本文结合某框架结构,运用有限元分析软件SAP2000对加设防屈曲支撑和黏滞阻尼器的框架结构进行动力时程分析,并将非减震结构和减震结构进行对比分析。分析结果表明,防屈曲支撑在多遇地震作用下只提供侧向刚度不参与耗能,黏滞阻尼器提供较大的附加阻尼比;在罕遇地震作用下,黏滞阻尼器耗能有限,防屈曲支撑充分耗能,有效的降低结构侧向位移。混合控制消能减震结构综合利用两种消能构件,充分发挥自身特性,使建筑结构的抗震性能得到显著提高。     

某钢筋混凝土框架结构减震设计

为了提高钢筋混凝土框架结构在地震高烈度区的安全性,研究人员在框架结构布设屈曲约束支撑(BRB),形成一种具有耗能减震作用的钢筋混凝土框架结构。本文以昆明某幼儿园教学楼工程为例,研究了布设屈曲约束支撑,钢筋混凝土框架减震结构的地震响应。研究结果表明:在合理布设屈曲约束支撑后,钢筋混凝土框架结构具有了良好的抗震耗能机制,结构主体的安全性得到提高。     

基于地震作用下大跨度斜拉桥液体粘滞阻尼器阻尼参数的选取

以某在建的斜拉桥为例,通过对液体粘滞阻尼器的阻尼参数的优化设计,选取出合理的阻尼参数,计算分析了液体粘滞阻尼器对大跨度斜拉桥纵向地震反应的影响,结果表明,液体粘滞阻尼器可以有效地控制大跨度斜拉桥结构的地震位移反应和内力反应,具有较好的耗能减震效果。     

谐振作用下粘弹性阻尼器影响因素的数值分析

粘弹性阻尼器是一种常用的被动减震装置,其耗能特性主要受温度、频率和应变幅值的影响.文中介绍粘弹性阻尼器的基本结构和工作机理,根据分数微分模型进行数值计算,编制电算程序,分别改变程序中温度、频率和应变幅值,根据所得的滞回曲线计算储存刚度、损失刚度和损失系数,讨论3种相关因素的影响,据此评定粘弹性阻尼器的软化特性和耗能能力.     

大型集装箱起重机翘翘梁式减震方法研究

提出了一种适用于大型岸桥减震的翘翘梁减震装置,通过建立岸桥无控结构和安装该减震装置的数值模型,采用非线性时程分析方法,分析了结构的地震响应,并与斜撑式减震方法进行了对比。研究结果表明,翘翘梁式减震装置能明显提高岸桥结构的抗震性能,减小岸桥结构的位移响应;相比其他减震方法而言,翘翘梁式减震装置对岸桥结构的振动控制效果最为明显,其减震率可以达到61%。     

变载荷下船舶动力机械钢丝绳减震装置设计

传统船舶动力机械钢丝绳减震装置,存在变载荷环境下的减震系数控制误差较大的问题,导致状态整体减震效果降低。为了解决上述问题,提出变载荷下船舶动力机械钢丝绳减震装置设计。装置设计主要分为结构硬件设计部分与减震控制算法设计部分:结构硬件指PID控制器功能结构设计,框架采用PID隔震控制器结构,利用多种数据传感单元构建PID控制器;软件部分由隔震变量应用环境算法与PID模糊控制算法两部分。分别对控制器应用环境与控制精度进行针对性优化计算,从而实现准确控制不同变载荷环境下的减震系数,达到最佳的减震效果。通过实例数据比对发现,采用设计装置的减震曲线相较传统减震装置的减震曲线,平滑度更好,且没有畸变现象的出现,证明控制精准度与稳定性良好。     

海上平台利用TLD的减震研究

通过减震试验和数值计算来研究液体调频阻尼器(TLD)在地震荷载作用下对渤海CB32A海上平台的减震作用。减震试验主要研究缩尺后TLD对平台模型在EL Centro波、天津波及规范谱拟合人工波作用下所产生的振动反应的影响。数值计算主要研究原型结构受上述地震波的激励作用的TLD减震效果。结合试验和理论分析结果,给出了海洋平台结构的TLD减震控制的一般设计方法,以供设计人员参考。     

基于梁-弹簧模型的双级减震系统冲击响应特性

双级减震系统是国内外潜射装置抗冲减震的主要结构形式,明确结构参数对减震性能的影响规律,对工程设计和研究分析具有重要作用。采用3层梁-弹簧模型,从梁结构质量比、双级减震环节刚度比以及梁变形等角度出发,对减震系统中结构变形、结构质量以及减震环节刚度等因素对双级减震系统冲击响应的影响规律进行研究分析。研究结果表明:采用双级减震结构,能够获得有效的抗冲击性能;随着下层相对上层减震环节刚度比的增加,模拟弹体的上层梁最大过载响应减小,而模拟内外筒的中间层与下层梁间最大相对距离增加;随着中层梁相对其他2层的质量比增加,中层梁质量对系统响应的影响减小。     

A dissipative free-surface approach for an underwater body in a uniform stream

A dissipative free-surface approach is applied to the potential flow problem with respect to a hydrofoil in a two-dimensional uniform stream. A dissipative source-based panel method is developed for a NACA foil problem with its trailing edge being a stagnation point, and also for a symmetric Joukowski foil problem with its trailing edge being a non-stagnation point. To facilitate the understanding of the further application of the dissipative free-surface approach, an underwater mathematical body model is presented. Numerical simulation with respect to the body in a three-dimensional uniform stream is provided from an analytic formulation obtained by the dissipative free-surface technique.     

基于解析法的船-平台碰撞耗散能快速估算方法

海洋平台在作业过程中存在遭受船舶碰撞的潜在危险,一旦事故发生将可能导致结构产生严重损伤从而影响平台的作业安全,因此在平台结构设计阶段考虑其抗撞性能具有重要意义.本文以供应船撞击半潜平台为研究对象,基于碰撞外部动力学分析理论,在浮式平台规范法耗散能计算基础上,运用解析法推导出考虑平台艏摇运动响应的船舶非对心撞击平台耗散能求解方程,同时借鉴船-船碰撞耗散能估算方法,得到一般碰撞场景即考虑船-平台在碰撞过程中相对运动的耗散能解析式,并自编计算耗散能程序,实现船-平台碰撞碰撞耗散能的快速估算.最后通过非线性有限元分析(NLFEA)方法,计算出供应船与平台在碰撞过程产生的应变能并与解析法的算例结果进行对比,结果表明:规范法耗散能估算方法较为保守,不适用于一般碰撞场景下的耗散能估算;本文所提出的耗散能解析法可用于准确可靠地估算相类似船-平台碰撞场景下撞击船的耗散能.     

含腔场损耗的J-C模型中的场和原子压缩效应

通过严格解主方程求出原子-腔场复合系统密度算符矩阵元,研究了初始处于真空耗散腔中二能级原子偶极压缩和腔场压缩特性。结果表明,在共振相互作用下腔耗对原子和场的压缩都有显著影响,但在非共振相互作用条件下腔耗对原子和场的压缩影响下降.     

Advanced steel brace with multistable hysteretic damping enhanced by a multilayered structure

Water wave impacts on jacket structures would result in heavy impulse loads, which induce strong vibrations because of the low damping characteristics of metallic members. In order to resist the wave-impact and suppress the vibration of structures, a novel steel brace that contains a multilayered multistable (MLMS) column is designed for an adjustable product of sufficient stiffness and high damping. According to finite element simulating, the initial stiffness of the MLMS column was almost same as that of the multistable steel column [1], but the energy dissipation was several times larger than that of this column. To understand the hysteresis mechanism of the MLMS column, we performed a hybrid analysis of multilayer lamination and mixed boundary buckling and noted: the soft layer of the MLMS column conducts the neutral axis and bending stiffness, which controls critical buckling load that decides the highness of the hysteresis loop; the eccentric end caps mediates the loading axis of the MLMS column, which induces in the increment of the postbuckling displacement that broadens the width of the hysteresis loop. So, the displacement-force hysteretic relation of the MLMS column can be effectually adjusted by the appropriate physical parameters of the soft layer and the end caps, which is validated by parameter analysis using FEM. Through FEM simulations, we studied a jacket structure assembled with dissipative braces containing MLMS column, which exhibited a several times increment in the decay rate of impact-induced vibration compared to that of the same jacket platform with existing dissipative columns [1]. This study demonstrated the MLMS column is an effective alternative for obtaining high structural stiffness and high damping in marine engineering.     

共用引航道船闸下游引航道的平面布置

随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。     

一种新的声场重建方法

提出了一种声场重建的新方法,这种方法适合求解类似椭球的声源产生的声场声逆问题.视问题的复杂程度和已知声压的点把整个声场划分为若干个区域,把区域内的声场表示为该区域节点的线性叠加.通过已知声压点的方程联立,使用最小二乘法和奇异值分解来计算区域节点的近似声压,然后就可以确定整个区域的声场.这种新方法只需要较少的测量点,就能高效并且比较精确地重建整个声场,其适用范围不仅可以包括一般的球状声源、椭球声源,而且能够包括近似类椭球声源的声场重构.     

Fully coupled BEM-FEM analysis for ship hydroelasticity in waves

This paper considers the problem of ship hydroelasticity, which is an important technical issue in the design of ultra-large vessels. For the analysis of fluid-structure interaction problems, a partitioned method is applied. The fluid domain surrounding a flexible body is solved using a B-spline Rankine panel method, and the structural domain is handled with a three-dimensional finite element method. The two distinct methods are fully coupled in the time domain by using an implicit iterative scheme. The numerical results of natural frequency and the motion responses of simple and segmented barges are computed to validate the present method through comparisons with experimental and numerical results. This study extends to the application to two real ships, 6500 TEU and 10,000 TEU containerships, for more validation and also observation on the practicality of the present method. Based on this study, it is found that the present method provides reliable solutions to linear ship hydroelasticity problems.     

规则迎浪中船舶参数横摇的三维时域预报方法研究

参数横摇是船舶因复原特性改变而引起的典型非线性现象。文章采用三维时域方法预报规则迎浪中船舶的参数横摇运动。该方法引入匹配面将流域分为内域和外域,内域中采用Rankine源来满足物面条件和线性自由面条件,而外域中应用时域格林函数来满足线性自由面条件和远场辐射条件。数值方法中,Froude-Krylov力和恢复力是通过对船舶瞬时湿表面积积分获得,同时考虑了横摇、垂荡和纵摇三自由度之间的耦合作用,以及非线性横摇阻尼的影响。数值结果与试验结果吻合很好,说明该方法可以有效地预报参数横摇。     

一种改进傅里叶级数方法的船舶轴系回旋振动动态特性研究

文章采用一种改进的傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对弹性支撑边界条件下多跨距变轴颈轴系进行了回旋振动动态特性研究。首先推导了考虑集中质量及回旋效应的均匀梁回旋振动微分方程;其次应用一种改进的傅里叶级数方法推导了轴系的质量、刚度及激励力矩阵。在这一方法中,位移函数被表示为傅里叶余弦级数展开与一个辅助的多项式函数的叠加,进而成功地克服了弹性边界的不连续性。采用Newmark方法在时域内直接数值积分求解响应。通过与有限元软件ANSYS仿真结果及国家标准的结果对比,验证了文中分析方法的正确性。并研究了一轴系在额定转速下正逆回旋的动态特性。     

Time-domain strip method with memory-effect function considering the body nonlinearity of ships in large waves (second report)

In the previous paper, one of the authors proposed a new time-domain nonlinear strip method for a rigid body, in which hydrodynamic forces are evaluated by a convolution integral with the memory function computed for the instantaneous submerged part of the transverse sections, and the Froude–Krylov and hydrostatic forces are evaluated on the instantaneous wetted hull surface. In this paper, first, that nonlinear strip method is extended for an elastic body using a method of superposition of elastic mode functions, which enabled us to investigate whipping phenomena due to impulsive large waves. Second, the influence of different approximations of the pressure above the still-water surface is investigated, and then the results calculated by the proposed nonlinear strip method are compared with the experimental ones. Third, whipping phenomena observed for an elastic body at higher Froude numbers are studied through a comparison between computed and measured results. Higher-frequency vibrations in the vertical bending moment due to slamming are discussed. Furthermore, the wave load due to green water on deck is calculated by introducing a practical model, and the effects of the green water on responses of both rigid and elastic bodies are investigated.