塑料大棚结构风振响应规律研究

为研究塑料大棚结构的风振响应规律,提出了塑料大棚结构风振响应分析的被研究块体方法,推导了塑料大棚骨架结构单元段的段间内力计算公式,设计了被研究块体构成方式,构建骨架结构中被研究块体的力学模型,给出了被研究块体方法实现过程;采用等截面圆柱杆的波动传播算例,验证了方法的有效性。在同时考虑平均风和脉动风作用、仅考虑脉动风作用、仅考虑平均风作用的3种工况下,针对不同跨度塑料大棚骨架结构的风振响应进行时程分析,得到骨架结构的节点位移和截面应力空间最大值的出现位置。结果表明:节点位移和截面应力均为脉动风荷载作用的计算结果明显大于平均风荷载作用的计算结果。因此,塑料大棚结构的风振响应分析需要考虑脉动风荷载的作用。     

西北型日光温室内风速分布及其与室外风速和通风面积的关系

通风对调节温室内小气候有重要作用。试验通过对温室内、外共10个观测点不同高度风速的测量分析,研究了西北型节能日光温室内的风速分布规律及室外风速与通风面积对室内风速的影响。结果表明,西北型节能日光温室中的风速日变化呈双峰曲线;风速在水平方向上的分布由东到西差异不大,由南至北呈V字型分布;温室内的风速折减率随高度的增加而增加;室内温升值随通风面积的增大而减小。西北型日光温室最佳通风面积比是18%~25%。     

轨道交通振动方向性对结构动力响应影响

为了研究轨道交通引起地面振动的方向性对结构动力响应的影响,确定三向地面振动作用下的结构动力响应与单向振动分量作用下的区别,研究工程分析中是否需要考虑三向振动作用,或者寻求一种代替轨道交通引起的地面振动作用的单一分量,本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立结构实体模型,分析了结构在轨道交通引起的地面三向振动荷载作用和竖直、水平单向振动荷载作用下的动力响应,确定了应取最大速度峰值作用于竖直方向的三向地面振动作为轨道交通振动的安全标准值.     

结构动力响应的无条件稳定计算格式

以三次Ｂ样函数作为速度时域函数,应用配点法,在任一时间步长中列出两个时刻的结构物运动方程式残值为零的条件,并使结果满足了稳定条件,得到一个计算结构物动力员应无条件稳定的计算格式。     

状态空间迭代法计算拱坝的动力响应

应用现代控制论中的状态空间理论,将坝体位移作为状态变量,导出拱坝动力响应分析的状态方程,建立状态空间迭代法的计算格式。由于状态空间法可同时算出各种应力和位移量,因此,应力与位移的精度较高。文要给出了一个拱坝动力响应问题的算例,所得计算结果与其它方法作了比较。     

含泥岩夹层盐穴储气库的爆炸动力响应数值模拟

为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分软件FLAC^3D,建立盐穴储气库的数值模型,分析爆炸载荷作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸载荷作用下,泥岩夹层与盐岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩的冲击作用比三角形爆炸波作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随洞室深度的增大迅速衰减;深埋盐穴储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。     

大跨度空间钢管桁架结构的风振响应和风振控制研究

为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大跨度空间钢管桁架结构进行风振响应分析和风振系数的计算.结果表明,编制的计算程序可较好地模拟大跨度空间钢管桁架结构的空间点风速时程,计算所得风速时程的功率谱与目标功率谱吻合较好;采用粘滞阻尼器后结构节点位移及杆件应力振动幅值均有所降低,可有效地减小结构的风振响应;根据风振响应的计算结果给出了可供设计参考的结构风振系数.     

圆截面压电曲杆在冲击载荷作用下的动力响应

对三维压电圆截面曲杆受到冲击荷载时的动力响应进行了研究.在正交曲线坐标系中建立了压电圆环形曲杆中波传播的空间运动方程.通过Fourier级数展开对冲击应力进行模拟,结合已得到的频散关系和边界条件求出径向位移响应的波幅系数,再通过频散方程确定了各位移电势幅值系数之间的关系,得到曲杆受冲击荷载作用下的波幅系数.应用本构关系得到所需的应力、电势及位移响应.     

埋地输气管道泄漏爆炸作用下并行邻管的动力响应

并行敷设的埋地天然气管道其中一条管道气体泄漏到空气中发生爆炸,可能导致相邻目标管道失效。为研究目标管道的动力响应,提出由非线性有限元程序LS-DYNA定义甲烷-空气混合气体的方法,通过数值模拟研究半球形气云爆炸作用下目标管道应力和位移变化情况,并对管道间距、埋深、目标管道壁厚、管径、运行压力及气云半径6类影响因素进行定量分析。结果表明:与TNT当量法和TNO多能法相比,该方法在模拟气云近场爆炸方面具有更高的准确性;在半径为21 m的可燃气云爆炸作用下,目标管道Mises等效应力最大值约548 MPa,管道发生屈服失效;目标管道横截面各点产生径向位移,管道整体出现下沉;并行管道间距、埋深及泄漏气云半径对目标管道Mises峰值应力的影响较为显著。研究结果可为管道在设计和运行阶段的风险防控方案优化提供参考。(图12,表2,参36)     

风雪荷载作用下柱面网壳结构的动力倒塌分析

动力倒塌分析是空间结构研究的重要课题之一。动力失效破坏临界风速是网壳结构抗风雪设计的重要依据。本研究基于非线性有限元理论和弹塑性动力响应时程分析理论,模拟了具有时空相关性的随机风速时程曲线,考虑了均布雪荷载在网壳表面的不同分布,建立了三向网格单层柱面网壳结构有限元模型。对比分析了在不同均布风雪荷载组合作用下网壳结构整体稳定性的影响,结果显示,单层柱面网壳在迎风面有雪荷载作用时的失效破坏临界风速最小,而在背风面有雪荷载作用时的失效破坏临界风速最大。     

日光温室温度环境动态模拟 Ⅰ．数学模型的建立与程序验证

应用非稳态传热理论的反应系数法建立了日光温室热平衡数学模型,编制了温度环境动态模拟计算程序ＴＥＭＰ,以理论和实验两种方法验证了数学模型与程序的准确性,利用该程序可对日光温室内气温、各内表面温度进行模拟和预测,也可以温度为评价指标,对日光温室的几何特征、围护结构的构造进行优化选择,解决日光温室的合理化设计问题．     

湿帘降温系统在东北型节能日光温室中的降温效果

通过试验布置测点,研究了湿帘降温系统在东北型节能日光温室内部不同方位上的降温效果,发现距离湿帘近的断面温降效果好;相同断面,垂直高度1.8m的测点降温效果好于0.8m高的测点;同一断面不同水平距离,正对湿帘的温降效果最明显,风速值也最大,靠近北墙的测点次之,靠近前屋面的温降效果最小,风速值也最小。结果表明,开启风机和湿帘使不同断面上的不同水平距离和垂直高度的风速改变量不同,温降幅度也不同,降温效果与风速大小直接相关。     

温室结构风振效应的数值模拟

根据大气边界层风的特性,利用CFD方法,采用N-S方程、湍流κ-ε模型及壁面函数法对空气湍流进行了数值模拟;采用有限元方法对温室结构模型进行离散,利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对脉动风下考虑流-固耦合的温室结构进行了数值模拟计算和分析。结果表明,脉动风作用下,结构最大位移为0.21 m,与平均风压作用下的结构最大位移0.007 4 m相比显著增大。认为进行温室结构设计时,应考虑流-固耦合作用下的脉动风效应。     

天目琼花日光温室播种育苗技术

天目琼花是一种人工较难培育的花灌木,为丰富园林绿化,美化树种,在总结对该树种多年日光温室播种育苗经验的基础上,提出了该树种温室育苗的基质配制、种子调制、种子处理、播种及生长管理等技术要点.指出日光温室由于满足了天目琼花生长所需的水、热、光、气的最佳组合,使苗木生长期长,且带土栽植不受季节限制,提高了成活率,降低生产周期及成本,可显著提高经济效益.     

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。     

温室周围气流运动的有限元法模拟分析

以有限元法分析流体力学问题为基础,运用ANSYS 9．0软件模拟了温室周围空气流的运动情况, 并分析了利用风压进行通风换气时比较实用的开窗方式。模拟结果显示:采用天窗与侧窗组合通风的效果优于仅利用侧窗通风。最后将二维模拟温室周围气流运动的方法进一步推广到三维模拟中,模拟了温室周围气流的运动情况。结果表明,下风向风速在距离温室0-3 m处为3．260 4-2．905 5 m／s,在3-12 m处为2．888 8-2．845 7 m／s;上风向风速在距离温室0-4．2 m处为3．120 5-2．698 9 m／s,在4．2-12 m处为2．698 9-2．946 m／s。     

高效可变采光倾角日光温室的结构及其性能研究

【目的】通过对温室内光照理论的分析,提出一种适用于高性能采光温室的可变采光倾角温室,并对其温光性能进行了研究。【方法】试验测定了位于西北农林科技大学园艺学院教学试验基地内的试验温室,并选取2010年冬季典型晴天和典型阴天的试验数据,分析研究了可变采光倾角日光温室与固定采光倾角日光温室内光照度与温度的差别。【结果】本试验条件下,与固定采光倾角日光温室相比,典型阴天时可变采光倾角日光温室内平均光照度提高了22.27%,平均温度提高了2.9℃;典型晴天时可变采光倾角日光温室内的平均光照度提高了29.00%,平均温度提高了4.3℃。【结论】与普通固定采光倾角温室相比,可变采光倾角温室内的平均光照度和平均温度均明显提高。