单层柱面网壳结构风振系数及其参数分析

风荷载作用是网壳结构设计中的主要荷载之一。本文利用线性自回归过滤器法模拟了具有时空相关性的随机风速时程曲线,利用有限元方法对3向网格单层柱面网壳进行了三维风振响应时程分析,系统考虑了矢跨比、长宽比、平均风速等参数对结构风振特性的影响,得出该类结构在上述参数下位移风振系数和内力风振系数的变化规律,并回归出计算公式,为单层柱面网壳的实用抗风设计提供一定参考。     

强震作用下双层球面网壳结构非线性动力响应分析

针对大跨网壳结构的动力特性,提出了在强烈地震作用下双层球面网壳结构的非线性分析和结构动力稳定性判别方法.单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响.分析时,以静力荷载作用下的受力状态作为时程分析的初始状态,采用B-R判断准则确定其临界荷载,通过加速度峰值-结构最大位移曲线来判别结构的动力稳定性,据此找出其动力失稳临界点及破坏规律.通过算例验证了本文方法的有效性.分析结果表明,双层球面网壳结构考虑双重非线性是必要的;一致缺陷模态对结构承载力的影响比振型模态缺陷的影响大.     

爆炸荷载作用下单层球面网壳的动力响应分析

爆炸荷载是建筑遭受恐怖袭击时常见的冲击荷载,本研究主要研究爆炸荷载作用下带下部支承结构的单层球面网壳的动力响应。用ANSYS/LS-DYNA建立1个40 m跨度的K8型单层球面网壳,对节点的位移、杆件的应力、网壳的塑性发展以及爆炸冲击波的传播规律进行了分析研究。研究结果表明:最大位移发生在主肋节点上,节点的竖向位移均是在很短的时间内上升到峰值后又回落到新的平衡位置上下小幅振动,网壳的塑性区范围以壳顶为中心开始向外扩散。在爆炸发生后期檩托和屋面板全部断裂,檩托及屋面板的断裂可以起到较好的泄爆作用,减轻网壳结构损伤。     

考虑下部支承结构的单层球面网壳的动力稳定分析

在对大跨度单层球面网壳进行设计和分析时,动力稳定性是主要的控制因素。本研究将上部的单层球面网壳与下部支承结构作为整体,研究结构在地震荷载作用下的动力稳定性。在分析计算时,考虑了网壳的初始几何缺陷以及几何非线性和材料非线性;研究了下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响以及杆件的塑性发展过程。计算结果表明:下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响起着非常重要的作用,在对网壳进行地震分析或动力稳定分析时,应将上部的网壳与下部支承结构作为整体进行分析。     

K8型单层球面网壳非线性动力稳定分析

以K8型单层球面网壳为研究对象,依据非线性有限元理论,分析了K8型单层球面网壳的几何非线性动力稳定性。在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载。通过分析,对K8型单层球面网壳在竖向地震荷载作用下的动力稳定性能有了较全面的了解。     

考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构矢跨比优化

矢跨比对单层球面网壳结构的刚度、整体稳定性及失稳区域有很大影响。本研究利用非线性有限单元法,对4种不同矢跨比的单层球面网壳结构进行非线性稳定全过程分析。通过对考虑不同位置处的杆件屈曲与无杆件屈曲情况下的极限荷载、失稳区域的对比,研究了矢跨比对考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构整体稳定性的影响,可为单层球面网壳结构合理选择矢跨比提供理论依据。     

局部双层网壳结构的静力特性分析

对局部双层网壳分别采用完全刚节点、安全铰节点，单层处采用刚节点，双层处采用铰节点，单双层连接处杆件一端刚接一端铰接的3种计算模型，利用Anasys5.5程序对其静力特性进行分析，以便确定一种较为合理的结构形式，所得结果可为类似结构设计提供依据。     

大直径拱顶储罐网壳强度计算与结构改进

目前国内大型拱顶储罐的最大直径已达60m,其罐顶网壳强度校核多采用有限元计算软件。为计算简便,通常将网壳边界条件进行简化处理,忽略罐壁顶部变形对网壳结构的影响。对比介绍了各类单层球面网壳,总结了单层球面网壳基本设计原理,并以某设计院设计的拱顶罐为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立拱顶网壳和罐壁一体的储罐模型。分别对拱顶储罐在静载、静载＋风载、静载＋均匀动载、静载＋均匀动载＋风载共4种载荷工况下罐顶网壳结构强度进行计算分析,并依据计算结果,提出将环板和肋板建于罐壁顶部的改进方案。对改进后的设计模型进行静载＋均匀动载和静载＋均匀动载＋风载这两种工况下的仿真计算,结果表明：改进后的拱顶储罐结构受力更合理,承载能力更强。（图17,表4,参]6）     

单层网壳结构缺陷敏感区域研究

提出了结构缺陷敏感区域的概念。借助结构缺陷稳定分析的改进随机缺陷法，研究了单层网壳结构的缺陷敏感区域。通过50m跨度的K6型凯威特网壳算例，得出它的缺陷敏感区域由前12类结点组成。并发现支座结点缺陷对K6型凯威特单层网壳结构影响不大；而主肋上结点与次肋上结点的缺陷对K6型网壳的影响相似，均会使其临界荷载下降很多。结果证明该方法可定量和准确地分析结构的缺陷敏感区域。     

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.     

悬索斜拉索组合式跨越管桥风致振动分析

应用大型有限元分析软件ANSYS,分别建立了大跨度悬索斜拉索组合式管桥建造时成桥状态和服役20年后运行状态的有限元模型。通过对管桥两种状况下的模态分析,获得管桥前二十阶固有频率和模态振型。在模态分析的基础上,进一步对管桥进行风致振动分析。分析结果表明,风力的等级对管桥疲劳载荷幅值的大小影响不大;管桥在服役20年后,管道和拉索的疲劳载荷幅值低于管道和拉索允许的疲劳强度值,不会引起管桥的疲劳失效,但要高于20年前建造时的疲劳载荷幅值水平。     

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.     

索穹顶结构的有限元分析及其在农业建筑中的应用

根据非线性有限元理论研究了索穹顶结构的受力情况,用有限元分析软件AN SY S建立了某农用仓库的索穹顶结构模型,探讨了其在不同预应力水平作用下的受力情况,分析了索和杆在不同荷载下的内力变化情况及对结构稳定性的影响。结果表明该模型受力合理,可以应用于工程实践。     

温室风振分析中的压杆弯曲振动动态刚度阵模型

针对温室风振分析中的压杆弯曲振动问题,根据考虑二阶效应和惯性力影响的压杆基本方程建立压杆横向弯曲振动微分方程,得到采用基函数和位移系数表达的压杆横向弯曲振动位移的向量表达式,结合位移边界条件求得以节点位移向量表达的位移系数,给出压杆截面内力方程,进而得到以节点位移向量表达的杆端内力,最终给出综合质量矩阵、几何矩阵和刚度矩阵的精确动态刚度矩阵。研究结果表明:一般的插值形函数单元模型需加密单元才能提高计算精度,但仍存在误差,而本研究模型得到的压杆横向弯曲自振圆频率与解析法计算获得的理论解完全相同,为精确解。     

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。     

小波分析在振动攻丝扭矩信号滤波中的应用

介绍了小波分析理论及小波变换的快速算法 ,讨论了该理论在振动攻丝扭矩采样信号滤波中的应用 ,通过对所获得的扭矩信号进行小波变换 ,将其分解成若干个互不重叠的频带 ,利用阈值量化处理的方法去除噪声 (高频信号 ) ,再将剩余部分进行重构 ,形成了抑制噪声的滤波信号 .实验结果表明 ,该方法对采样信号进行滤波是十分有效的 ,对提高扭矩测量值的计算精度很有利     

往复压缩机声学脉动分析及出口管道减振模拟

往复压缩机出口管道振动容易引起管道疲劳破坏,可以通过改变管系内气柱的固有频率来避开往复压缩机的激振频率。结合往复压缩机与管道系统的振动机理及减振方法,建立了往复压缩机结构等效数学模型,利用振动分析软件对机体进行声学脉动模拟,并依据分析结果对其出口管道进行减振设计。研究结果表明:增设孔板可明显降低往复压缩机出口管道的固有频率,使之避开共振响应区域,降低管系气柱压力不均匀度和脉动幅值。模拟结果为往复压缩机的安全使用与疲劳计算提供了科学依据,也为后续的配管设计工作提供了参考。