高层建筑模态抗震设计中的多模态静力推覆分析

将模态推覆分析方法与用自适应的加载方式相结合,提出了一种改进的多模态静力推覆分析方法.运用模态推覆分析将多自由度体系解耦成每阶模态对应的单自由度体系,对于每阶模态下的推覆分析,当结构进入塑性阶段后,采用自适应的加载方式,得到每阶模态下结构的反应.将结构推至每阶振型下的目标位移,采用SRSS组合的方式得到结构的响应.对应每阶振型下推覆分析的目标位移采用非弹性能力谱方法来计算.对不同高度的多高层钢框架-混凝土核心筒混合结构在8度罕遇地震下抗震性能进行了评估.结果显示,本文的静力推覆分析所得的结构响应同非线性动力时程分析所得的结果吻合较好.     

某弦支穹顶屋盖地震响应的三维隔震控制

以潍坊鸢都体育馆屋盖为弦支穹顶结构的工程背景，分别采用研发的SRB和PCDSB作为屋盖的水平向和竖向隔震设备，以此设计了屋盖的S-P三维隔震层，利用子空间迭代法对隔震屋盖进行了动力特性分析，运用Newmark逐步积分法和四阶显式Runge-Kutta迭代法编制了求解隔震屋盖地震响应的非线性时程分析程序X，采用ABAQUS有限元软件验证了自编程序X的正确性，并利用程序X对Ⅷ度和Ⅸ度地震波作用下的未隔震和隔震屋盖的地震响应进行了对比分析.结果表明：隔震屋盖的前四阶振型表现为水平向和竖向振动相耦联的特点；相同烈度同条地震波作用下，隔震屋盖的地震响应较未隔震的有了明显降低；同条地震波作用下，Ⅸ度的隔震屋盖地震响应比Ⅷ度的要大；本文设计的隔震屋盖在低频脉冲型地震波作用下，仍能保持较低的地震响应.     

基于ANSYS的木塑复合板振动特性分析

为分析木塑复合板的振动特性,采用ANSYS软件分别构建了完好和含有不同大小孔洞缺陷木塑复合板的有限元模型,运用模态分析方法获取了其前8阶固有频率和位移模态,计算了其曲率模态,分析了孔洞对木塑复合板固有频率、位移和曲率模态等振动特性的影响.结果表明:利用ANSYS能够有效分析木塑复合板的固有频率、模态振型等;孔洞缺陷对木...     

基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析

应用有限元振动分析方法对我国新疆某大型农业水利工程倒虹吸出口平面闸门的固有振动特性进行计算与分析。建立了平面闸门的实体模型和有限元模型,考虑流固耦合对闸门结构动态特性的影响,分析了平面闸门在无水和有水状态下的动态特性,计算得到闸门的前6阶固有频率及其振型。结果表明,闸门开度对其自振频率有着显著影响,在小开度时第1阶固有频率下降达到28.5%,沿竖直方向的整体振动的模态频率接近20 Hz,因此,为了提高闸门的第1阶固有频率,必须对闸门结构进行改进。     

大跨度悬索式管桥静动态分析

基于某大跨度悬索式管桥设计方案,根据其结构特点,应用ANSYS分析软件建立了三维有限元模型,对模型进行了静力、模态和风振反应的有限元分析。静力计算结果表明,悬索管桥各构件均处于较低的应力状态;通过模态分析获得了悬索管桥结构的前20阶固有频率;风振动态分析结果表明,悬索管桥结构位移响应曲线与各个时刻输入的风荷载数据趋势类同,主索上的应力响应峰值较小,管桥的应力响应峰值明显增大。     

连续介质弹性悬臂梁动态响应的仿真模拟实现

目的通过理论求解、实验、仿真模拟等方法分别对连续介质弹性悬臂梁的振动振型及固有频率进行研究,探讨各方法的优劣和互补,确定仿真计算在连续介质弹性悬臂梁的振动振型及固有频率的可行性。方法对连续介质弹性悬臂梁建立可解的力学分析模型,推导出连续介质弹性梁的振型方程和固有频率方程,选取梁的前3阶固有频率,得出理论的固有频率值;建立实验模型,通过实验方法,得出实验的固有频率值;以实验模型为参考建立仿真计算模型,再得出计算的固有频率值。结果在前3阶固有频率值中统计得出:实验值最低、理论值次之、仿真计算值最高。将3种方法的结果进行对比误差分析,后2种方法与实验值误差在合理范围内。结论仿真计算由于强约束性、系统刚度增大,导致固有频率增大,使用中结合实验模型,适当修正约束刚度,可以更好接近实验值,对研究连续介质系统的动态响应是强有力的补充或替代。     

基于HyperWorks的齿轮泵泵体模态分析

齿轮泵泵体是齿轮泵的重要组成部件,其品质好坏直接影响着齿轮泵的使用寿命.应用CATIA建立了齿轮泵泵体的几何模型,利用HyperWorks软件建立了齿轮泵泵体的有限元模型,并对其前10阶固有频率及振型进行了计算分析,为齿轮泵泵体响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据,具有较高的工程应用价值.     

大跨度悬索式管桥风振响应分析

按照悬索式管桥的实际结构特点，建立了三维有限元模型。应用专业有限元分析程序，对悬索式管桥进行了模态分析，得到了结构的前二十阶固有频率和模态振型，通过对各阶振型的分析，掌握了悬索式管桥的振动形态。在模态分析的基础上，采用几何非线性有限元的分析方法，对悬索式管桥进行了横向风共振分析。分析结果表明，在横向风载荷作用下，管道产生疲劳破坏的可能性很小。     

挖坑机钻头的有限元分析与试验

为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0 MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68 mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。      

基于有限元法的行星轮系的动力学模态分析

利用APDL语言建立了行星轮系的参数化模型。在参数文件中输入所必须的参数,即可建立行星轮系的有限元模型,利用子空间法对其进行动力学模态分析,得到其固有频率以及对应的模态振型。对计算结果进行固有频率和振型的分析,进而得到固有频率的分布状态以及对应的振型,在设计行星轮系的过程中避开这些区域,避免产生共振,从而达到提高齿轮系统质量的目标。     

体育馆屋盖的风洞试验研究和数值计算

对一系列不同倾角的体育馆悬挑屋盖进行了风洞试验;模型比例为1:50,在屋盖上下表面安装128对测压管,在同步测压的基础上,我们获得每个测点的风压时程,通过对试验数据的处理,分析平均风压和脉动风压的产生机理.试验表面明,风压分布是受屋盖表面的气流流动分离所影响的.同时,对这种形式屋盖进行计算分析.     

周边建筑对体育馆屋盖和幕墙风荷载的干扰

分析张家界体育中心体育馆的风洞测压数据，分别考虑无周边建筑和有周边建筑2种情况，以屋盖和幕墙的风压为研究对象，研究周边场馆对屋盖和幕墙风荷载的干扰影响；采用干扰因子分析法和多阶模态力法分析屋盖等效风荷载.分析表明：在干扰影响下，屋盖峰值负压的干扰因子达到1.5，峰值正压的干扰因子达到5；干扰影响下的幕墙最不利风压集中位置为干扰体周边的幕墙凹陷处和干扰体周边的幕墙拐角处.     

复杂体型大跨屋盖表面风压分布的试验研究

通过对吉林火车站的刚性模型风洞试验研究，得到了屋盖表面的平均风压系数、脉动风压系数等值线分布图，对其风压分布特性做了详细的分析.研究结果表明：大跨屋盖结构表面主要呈现负风压（风吸力），主站楼在迎风区屋檐、悬挑区域及屋面凸起的天窗位置气流分离较大，出现较大的负风压系数；由于站台雨篷四周开敞，气流流经站台雨篷时较为顺畅，气流分离较小，因而站台雨篷风压系数较小.     

不同风场下高层建筑风效应的风洞试验研究

在大气边界层风洞中模拟了C,D两类地貌的风场，对某市区办公楼进行了风洞试验，分析了不同风场下高层建筑风压分布特性、风荷载及风致响应特性.结果表明：C类风场下平均风压系数、总体弯矩系数、最大基底剪力和最大基底弯矩均大于D类风场的对应值；C类风场下办公楼风荷载大于D类风场下办公楼风荷载；C类风场下各测点风压谱峰值对应频率均小于D类风场下各测点风压谱峰值对应频率；C类风场下结构顶部峰值加速度大于D类风场下结构顶部峰值加速度.     

强风作用下大型双曲冷却塔风致振动参数分析

基于作者已提出的大型冷却塔风振计算方法(一致耦合法)，结合风洞测压试验获得的表面气动力模式，分析了结构本身因素和外界干扰对强风作用下冷却塔结构风致振动的影响，对不同动力特性及阻尼比的冷却塔模型进行了风振响应背景、共振、耦合项及风振系数的精细化数值计算，对比并初步探索了周边干扰下大型冷却塔的风振机理.发现了特征尺寸、阻尼比和周边干扰对冷却塔风振响应的影响规律，为进一步理解冷却塔结构风致振动现象，避免不利共振的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果.     

浓缩风能型风力发电机风洞实验模型的设计研究（1）

本文根据不同的风力发电机模型采用车载法进行的发电输出特性及流场特性的实验结果，研究了在浓缩风能型风力发电机中对扩散管的边界层高压注入、低压抽吸的可行性，为风洞实验模型的设计奠定了理论基础。     

新疆日光温室前屋面的风载数值模拟分析

【目的】 对日光温室前屋面风载大小和变化趋势进行模拟,可辅助前屋面骨架结构优化设计和前屋面实际风载计算,为提前预测和防灾功能提供科学依据。【方法】 将日光温室墙体、保温被和骨架等结构简化,使用UG 软件对日光温室进行造型,将模型与空气进行布尔求差,得到整体模型,将整体模型导入到ANSYS ICEM中,进行网格划分,得到保温被4种工作状态薄膜风压。再通过Y向的9条曲线画出不同条件下风压变化对比曲线。【结果】 在无保温被和保温被全铺时,薄膜最南侧风压最高,约1.014×10⁵Pa,往北侧风压逐渐降低,脊高位置风压最小约1.010×10⁵Pa。由于最南侧风遇到薄膜阻碍,造成风压的升高,而北侧接近日光温室顶端,风速快,而风速快的位置风压小。在保温被全卷及半卷时,也是最南侧风压较最高,约1.014×10⁵Pa,往北有风压的降低,总体屋面风压变化比较小,约1.013×10⁵Pa。只是保温被半卷时,在保温被卷放位置会有风压的突变为1.012×10⁵Pa。【结论】 无保温被、保温被全铺、保温被全卷及保温被半卷4种情况南侧风压较大且相差不大,但越往北侧,保温被全卷或半卷会造成薄膜风压的升高,尤其是顶部的突然升高。保温被全铺是最佳防风方案。南侧风压高,南侧前屋面钢骨架拱形段的性能对日光温室结构稳定性和安全性至关重要,设计和建设时需要着重计算和核验。     

风帆体型建筑表面风压的分布特征研究

针对典型风帆体型建筑的风荷载采用风洞试验方法进行研究,给出典型风向下风帆建筑的平均风压和脉动风压的分布特征,探讨该体型建筑产生此类分布的原因,并分析围护结构设计时风帆体型建筑的最不利受风区域.研究表明：风帆容易形成“前压后吸”的风压分布,对于迎风面积大、厚度却相对较小的风帆建筑整体抗风较为不利;脉动风压系数与平均风压系数分布规律较为相似,背风区的风压脉动小于侧风区;当风帆建筑锋利边缘处于侧迎风时,来流风会在锋利边缘发生显著的气动分离,使得该区域出现极大的负压.     

基于风洞平台实验的内浮顶罐油气泄漏扩散数值模拟

研究内浮顶罐油气泄漏扩散规律,对于加强环境污染控制、保障罐区安全具有重要意义。建立风洞实验平台,测试小型内浮顶罐风速及浮盘位置对蒸发损耗速率的影响,并考察了风场、浓度场分布规律。基于CFD数值模拟,使用UDF导入环境风,建立了内浮顶罐油气泄漏扩散的数值模型,并通过风洞实验数据验证其模拟的可行性。重点讨论了内浮顶罐外风场及风压分布规律、风速对内浮顶罐油气流场分布及油气扩散浓度的影响。结果表明:浮盘位置越低、风速越大,蒸发速率越快;罐壁的静压力分布规律为迎风侧最大、背风侧居中、罐两侧最小;不同风速下,罐内油气分布整体呈现对称状态;风速越小,油气质量浓度越高,浮盘缝隙处的油气质量浓度最高,并存在安全和环境污染隐患。研究成果对于内浮顶罐设计及运行维护、环保安全管理具有参考价值。     

风电机组用混凝土塔架结构形式的探讨

针对风电机组用预应力钢筋混凝土塔架和钢筋混凝土塔架两种结构形式,采用有限元方法,借助于大型通用商业软件ANSYS的有限元分析平台,进行强度及抗裂性能分析比较,从而得出预应力钢筋混凝土结构在高耸重载结构中性能明显优于钢筋混凝土结构的结论,进而为其在风力发电机塔架结构中的应用提供依据。