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...     

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。     

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。     

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．     

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。     

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。     

三体船总振动简化预报研究

三体船的结构与常规船差别很大,其总振动呈现有别于常规船型的振动特性。针对某型三体船进行总振动分析,先采用三维有限元法进行预报,再采用迁移矩阵法进行简化预报,探讨了三体船模态计算时的片体刚度缩减。结果证明,只有采用整船三维有限元法才可获取三体船复杂振动特性。但在设计的早期阶段,可将片体刚度按一定比例合并至主体中,再采用迁移矩阵法预报,进而快速进行三体船振动模态预报,同时预报误差可控制在较小范围内,有利于设计的早期阶段进行结构设计方案论证分析。     

加载船模振动特性的数值与实验研究（英文）

In this paper, the vibration characteristics of the structure in the finite fluid domain are analyzed using a coupled finite element method. The added mass matrix is calculated with finite element method(FEM) by 8-node acoustic fluid elements. The vibration characteristics of the structure in the finite fluid domain are calculated combining structure FEM mass matrix. By writing relevant programs, the numerical analysis on vibration characteristics of a submerged cantilever rectangular plate in finite fluid domain and loaded ship model is performed. A modal identification experiment for the loaded ship model in air and in water is conducted and the experiment results verify the reliability of the numerical analysis. The numerical method can be used for further research on vibration characteristics and acoustic radiation problems of the structure in the finite fluid domain.     

Experimental and numerical investigations on vibration characteristics of a loaded ship model

In this paper, vibration characteristics of the structure in the finite fluid domain are analyzed using a coupled finite element method. The added mass matrix is calculated with finite element method (FEM) by 8-node acoustic fluid elements. Vibration characteristics of the structure in finite fluid domain are calculated combining structure FEM mass matrix. By writing the relevant programs, numerical analysis on vibration characteristics of a submerged cantilever rectangular plate in finite fluid domain and loaded ship model is performed. A modal identification experiment for the loaded ship model in air and in water is conducted and the experiment results verify the reliability of the numerical analysis. The numerical method can be used for further research on vibration characteristics and acoustic radiation problems of the structure in the finite fluid domain.     

静水压力作用的水下结构振动及声辐射

采用有限元／边界元方法开发了静水压力作用的水下结构振动与声辐射的计算程序。依据不同分析域的特点，对结构域和流体内域采用有限元方法，对流体外域采用边界元方法。分析了流体一结构相似特性，使通过对常规结构有限元分析程序中的参数作合理设置，使之能直接用于内域流体声学有限元分析。流体外域采用边界元方法，选取合适的格林函数，能够考虑无穷远和自由液面边界条件。流体对结构的作用表现附加质量和附加阻尼。采用FORTRAN代码计算外域流体附加质量和附加阻尼矩阵，采用结构有限元分析程序对结构和内域流体作有限元分析，采用DMAP代码将附加质量和附加阻尼同结构质量矩阵和阻尼矩阵相叠加，实现了流固耦合计算。通过几何刚度矩阵对结构刚度矩阵修正来考虑静水压力对结构声辐射的影响。     

尾后轴承刚度对潜艇结构声辐射特性的影响

研究潜艇结构振动、声辐射特性随尾后轴承刚度改变的变化规律,对潜艇减振降噪具有十分重要的意义。从振源振动传递路径的声学设计的角度出发,以改变靠近螺旋桨的尾后轴承的刚度为具体措施,采用结构有限元法、结构有限元耦合流体边界元方法,以辐射声功率、湿表面均方法向速度作为衡量结构噪声辐射能力的主要衡量指标,系统地研究潜艇结构振动、辐射噪声谱峰频率和峰值的变化规律。从计算结果可以看出:在低频段,随着尾后轴承刚度的增大,谱峰频率明显向高频移动,第一峰值呈先减小后增大趋势,第二峰值呈明显增大趋势;尾后轴承刚度越小,除第一个谱峰频率附近的窄频带外,在整个计算频段范围内,振动和辐射噪声明显减小。因此,改变尾后轴承刚度,可以使谱峰频率向高频或低频移动,这样就能够使设备激振力的谱峰频率与结构振动及辐射噪声的谱峰频率错开,实现对辐射噪声的控制;降低尾后轴承刚度,在一定频段范围内,能够明显降低潜艇振动和辐射噪声。     

船用膜片联轴器的膜片组件简化建模方法及模态试验

针对船用膜片联轴器的膜片组件螺栓连接的复杂性问题,基于薄层单元法对膜片组件的有限元模型进行简化,提出一种新型简化建模方法——结构分割法。对模型静刚度进行计算,确定结构分割法中结合面单元的弹性模量和泊松比。该方法相较于传统的薄层单元法计算效率更高。将结构分割法模型的模态仿真结果与试验结果进行对比,结果表明,结构分割法模态分析得到的振型与试验测得的前三阶振型吻合较好,固有频率误差均在10%之内,验证简化模型仿真的正确性,可为船用膜片组件结合部动力学快速有效建模提供思路。     

应用空间有限元模型进行船舶总振动特性的研究

本文以17500吨货船“海建”号为实例研究应用空间有限元模型计算船舶总振动的方法。对于实际船舶结构中的板,提出用平面应力元简化,以减少计算自由度数,由此产生的问题采用节点主从关系的方法解决。在编制的计算程序中,根据质量矩阵高度稀疏的特点,采用了稀疏存储技术,从而使船舶整体空间模型的振动分析能在国产中小型机器上实现。实例计算结果和测量结果的比较表明,这种计算模型合理、可靠。本文还对船舶总振动计算的梁模型、平面有限元模型、空间有限元模型作了比较和讨论。     

基于国际标准的强震作用下高桩结构LNG码头桩基布置

LNG码头抗震等级要求高,抗震分析是高桩结构LNG码头需要重点研究的问题。按国际标准采用振型分解反应谱法,通过有限元软件,对不同桩基布置形式的高桩结构进行地震动力响应分析。结果表明不同桩基布置形式对结构自身刚度影响较大,从而改变结构自振周期,使结构承受不同的地震荷载;斜桩控制地震作用下的水平位移效果较好,但桩力偏大;对于具有多排多列的高桩墩式结构,桩基宜对称布置,同时边桩与内侧桩基可采用不同斜率来改善桩基受力分布情况。     

船舶海水管路系统振动特性计算与分析

为系统性地分析船舶海水管路系统的振动特性,采用有限元法建立泵组-隔振器-挠性接管-管段-支承-管路附件系统的频率域计算模型。以某海水管路系统为研究对象,通过数值仿真计算分析系统固有振动特性和振动传递特性。结果表明,挠性接管刚度对泵组-管段之间的振动传递比较关键,当其低于1/10的振源泵组隔振器刚度时,传递至管段的振动大幅衰减;优化管路附件、支承结构等可使管段弯曲振动频率避开泵组的低频激励频率,对抑制特定频段的振动传递比较有效。