基于3D塔架结构的随机动力响应分析

在随机载荷的激励作用下,系统塔架结构产生了一系列的随机性动力响应。利用有限元方法对塔架结构建模,并应用随机振动理论和有限元方法对塔架结构进行随机性动力响应分析,推导了结构在随机载荷激励下的位移、应力响应的功率谱和均方值的计算公式,这为以后分析塔架结构随机动力响应提供了计算理论;同时给出算例,分析结果,最终肯定了该理论的可行性和必要性。     

基于FLAC3D江坪河水电站泄洪洞衬砌地震响应分析

根据江坪河水电站工程资料,采用FLAC3D软件非线性分析方法对泄洪洞混凝土衬砌结构在地震作用下的响应进行动力计算;对衬砌上出现水平峰值位移和峰值应力最大的关键点进行跟踪,对某时刻衬砌上出现的最大水平位移与最大第一、三主应力进行分析.结果表明在地震波作用下,断层对衬砌结构应力影响明显,衬砌结构的应力最大响应时刻为4.4s;衬砌与断层相交处是衬砌结构的薄弱部位,应做加固处理.     

等效力学模型下的渡槽动力响应分析

针对大型渡槽在水体晃动作用下的结构动力响应问题,以结构动力学及流体动力学原理简化槽内水体与槽壁间的晃动阻尼作用,建立了渡槽等效力学分析模型,并以EL-centro波横向输入,采用三维有限元及实程分析技术,对不同过水量下结构动位移及应力进行了计算分析。结果表明,渡槽水体晃动动水压力对槽身横向动位移影响较其它方向更为显著;相比附加质量法计算结果,通过等效力学模型计算得到的结构动力响应均有不同程度降低,其中横向减幅最为显著;在大型渡槽结构设计中,考虑液体阻尼效应的等效力学模型相比附加质量法更接近实际情况,为工程实际提供参考依据。     

软弱夹层对碾压混凝土重力坝的动

针对含有软弱夹层的复杂地质条件下的碾压混凝土重力坝的抗震问题,采用反应谱法计算在地震作用下大坝结构的动力响应。并与不考虑软弱夹层的模型的动力计算结果进行对比分析,结果表明,没有模拟夹泥层的动位移和动应力值比模拟了夹泥层的小了约24%～48%,从而量化地基中软弱夹层对大坝动力的具体影响,软弱夹层对大坝的动位移和动应力均有不利影响,需要进行工程处理。     

锈蚀钢筋混凝土框架结构的地震反应分析

钢筋锈蚀威胁建筑物的抗震能力,利用ANSYS有限元分析软件,建立钢筋锈蚀前后完好结构和锈蚀后结构2个模型,进行多遇地震的时程分析.结论表明,钢筋锈蚀层对杭震有耗能作用,但结构动力响应中位移变大、剪力变小,较大的钢筋锈蚀率明显降低了钢筋混凝土框架结构杭震性能.     

大型矩形水工渡槽动力分析

针对大型矩形渡槽的动力特性和动力响应问题,建立了流固耦合(FSI)系统的位移-压力(ui,p)有限元格式,给出流固耦合系统的动力特性方程;基于FSI系统的(ui,p)格式建立槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学模型,采用非对称模态提取法求解了4种水深下渡槽的动力特性,并用隐式-显式积分算法计算了4种水深、2种强震作用下大型渡槽的动力响应。计算结果表明,基于FSI的(ui,p)格式,考虑到槽体与水体的相互作用,简化了计算模型,提高了计算精度,同时也得出不同水深、不同激励下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律等结论,可为大型渡槽及同类工程动力设计提供参考。     

海上风机单桩基础与塔筒间连接方式对比研究

海上风机塔筒与单桩基础间连接方式对结构安全有重要影响。依托某海上风电工程，借助数值分析方法研究了风轮气动阻尼对风机结构动力响应的影响，分析了塔筒与单桩基础不同连接方式下结构的自振特性与动力响应特性，并对比了灌浆连接效果随灌浆料弹模的变化情况。数值分析结果表明：风轮气动阻尼对风机结构动力响应影响较为明显，运行期风机风致响应分析中不应忽略；灌浆连接相比于变径段连接塔顶振动更小，而灌浆连接中灌浆料弹模对灌浆连接效果影响不明显。     

新政航电泄洪弧形闸门水动力特性

水流诱发闸门振动是水利工程中一项重要研究课题，根据闸门流激振动水弹性试验模拟原理，结合嘉陵江新政航电泄洪弧形闸门设计了水弹性模型。并在此基础之上进行了不同开启程度的闸门水动力荷载测量试验以及流激振动应力、位移响应试验，并对该闸门进行了动力安全分析，提出了避免闸门产生有害振动措施和建议。     

抽水蓄能电站地下厂房地震响应分析

结合某抽水蓄能电站工程实际,建立了包括围岩在内的地下厂房结构有限元模型,引入了黏弹性人工边界,运用时程法分析了地下厂房在人工波和Koyna天然波作用下的响应规律。研究表明:地震作用下地下厂房结构加速度和位移响应随高程增大而增大,其中水轮机层以下大体积混凝土结构的响应随高程变化较小,水轮机层以上板梁柱结构的响应随高程增加较明显;厂房结构加速度及位移响应峰值一般出现在楼板、孔边以及墙柱等部位;楼板吊物孔、楼梯孔以及板柱交接处等局部位置出现明显的应力集中现象;人工波与天然波所反映的结构响应规律及呈现的抗震薄弱环节基本一致,两者频谱特性的差别造成部分响应规律和响应数值大小的差异,选用多条波研究结构的地震响应是必要的。     

准饱和土地基上刚性基础的动力响

基于Biot两相介质理论和准饱和土理论，研究了饱和度对地基上刚性基础的竖向振动的影响，运用Hankel变换求解动力控制方程，结合混合边值条件建立了对偶积分方程进行求解，同时给出了地基表面动力柔度系数和无量纲基础振幅。数值分析结果表明：饱和度对地基上刚性基础的竖向振动有较大的影响，无量纲位移响应幅值仅在某一频率附近变化明显。     

内燃机曲轴应力三维有限元分析

较详细地研究了4125柴油机曲轴的三维有限元分析，包括离散模型、载荷边界条件和位移边界条件。用整体梁元模型与单拐三维块体元模型结合的方法分析了曲轴的弯曲应力分布规律与曲轴动态应力。     

基于模态叠加法的弧形闸门流激振

水利水电工程泄水弧形闸门的流激振动现象是十分普遍的,这些振动有时会影响工程安全运行,甚至会造成结构失事,一直受到设计和管理人员的重视。基于模态叠加法,提出了水工结构流激振动反分析方法,可用于由少量测点的动位移实测值反馈分析出整个结构在水流动力荷载作用下的动位移场和动应力场。通过反分析计算得到的弧形闸门应力值与使用Ansys有限元计算软件的计算值进行对比,可以看出,反分析计算结果与实际计算结果非常接近,从而验证了动位移、动应力反分析程序的正确性,并通过与水弹性模型试验的比较进一步验证了反分析程序的正确性。     

流体瞬变对输流曲管位移影响研究

简要地介绍了当前曲管动力特性的分析方法,采用有限元法实现了管壁与流体的耦合,给出了管道流固耦合的有限元方程,针对90度的曲管,设定了管端入口处的冲击流速,研究了流体速度瞬变过程中曲管的位移特性,在流速变化及流速稳定阶段,分别对两端固支及悬臂曲管模型的管壁节点在不同时刻的坐标轴不同方向的位移进行了比较,判断出曲管节点位移随时间和速度的变化趋势以及位移极值出现的位置,这可为进一步的管道及管路系统的振动噪声研究及设计提供参考。     

龙滩水电站左岸拐弯坝段动力结构

基于线弹性三维有限元法，采用振型分解反应谱法，对龙滩水电站左岸拐弯坝段设小机组进水口方案和取消小机组方案分别进行了动力计算分析，研究了该坝段的位移和应力分布规律。结果表明:两种方案下的位移变化规律一致，总位移最大值出现在坝顶的同一位置；坝体主要截面的坝踵处出现了较大的拉应力，坝趾处也出现了不常规的应力集中现象，但拉应力区域都很小；各截面的最大压应力都在混凝土抗压强度之内；该坝段满足抗震要求。     

柔性并联机器人动力学建模

针对一般柔性并联机器人动力学模型,提出了一种精确而简单的动力学建模方法.根据并联机器人结构特点,将其划分为若个刚性子结构和弹性子结构,形成一个刚柔结合的系统.静平台和动平台相对其他构件变形较小,将它们作为刚性子结构,各个支链作为弹性子结构.分别建立各子结构的动力学方程,弹性子结构采用有限元法和模态综合法建立其动力学方程;考虑各个柔性支链弹性变形对刚性子结构的影响,建立刚性子结构动力学方程;推导出相邻的刚性子结构和弹性子结构之间的几何约束关系.通过相邻子结构的协调矩阵,将各个子结构的方程进行装配形成系统的弹性动力学方程.通过一种高速并联机械手的动力学特性比较分析,表明该方法的正确性和可行性.由于引入刚性子结构和采用了模态综合法,减少了系统自由度数,从而简化了计算模型,为柔性并联机器人提供一种实用的建模方法.     

Delta并联机器人弹性动力学研究

采用有限元理论建立Delta并联机器人柔性构件的运动微分方程,结合机构的运动特点,规定了结点位移的方向,得到机构系统的动力学模型.将机构的真实运动看作名义运动与弹性振动的叠加,同时将动平台的位置和方向误差看作名义运动的摄动,得出动平台位形误差与结点位移的关系方程.在实例中,综合考虑重力、惯性力及阻尼共同作用下的动力响应,得到机构模态频率在工作空间的特性,对动平台的6维误差进行了全面评估.     

主动阀压电泵阀体分析

针对无阀压电泵的截止性能和工作输出压力的不足,提出了一种新型矩形压电双晶片式主动阀压电泵.分析了主动阀压电泵的工作原理,设计、制作了两端夹持式矩形压电双晶片主动阀,建立了阀体的有限元模型,对阀体进行了有限元仿真与试验研究,分析了阀体的静态、动态特性,得到了主动阀阀体位移与不同影响因素之间的关系曲线,同时分析了主动阀阀体前四阶模态及对应的固有频率.搭建了试验测试系统并对主动阀阀体进行了相关试验测试,将试验测试结果与仿真分析结果进行了对比分析,试验验证了有限元仿真结果的可靠性.分析了影响压电泵流量的几个因素,对两端夹持式主动阀的结构参数进行了试验分析.该仿真分析及试验结果为主动阀压电泵阀体结构设计提供了理论指导.     

柴油机活塞和连杆运动的有限元分析

本课题基于运动弹性动力学理论以及有限元分析方法 ,利用美国SDRC公司的I DEAS软件 ,对含运动副间隙的XN2 110柴油机的活塞、连杆机构建立了动力学模型 ;运用KED分析中的“瞬时结构”假定 ,计算出了柴油机膨胀冲程 19个瞬时结构条件下的位移、应力、应变 ,求出了机构的动态响应 ,得到了用KED法求出的活塞弹性变形值 ,从而为柴油机实现精确控制提供了可靠的理论依据。     

稀土永磁弹簧的力学特性研究

采用有限元法对稀土永磁弹簧的磁场分布进行了数值模拟分析。并就弹簧永磁体的结构参数对弹簧特性的影响作了详细研究。研究结果表明，在磁力弹簧的主要工作区段，位移和压力近似呈线性关系，弹簧的力学性能不仅与永磁体的形状有关，而且与永磁体的具体尺寸有关，对于相同结构和尺寸的磁力弹簧，如果两环的磁极相对，则其力学性能较差，两环磁针极同向的弹簧，力学性能较好，位移范围较大，因此，磁力弹簧大多用作压缩弹簧。