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结构瞬态动力响应及其灵敏度分析的精细积分法

本文研究了基于精细积分法的结构时域瞬态动力响应及其灵敏度分析的方法并程序实现。在结构动力响应部分中,本文首先综述了求解结构动力响应的普遍方法,然后介绍了精细积分法,并在有限元分析与优化设计软件系统JIFEX中实现了完整的精细积分法。在程序实现过程中,为了克服转角位移在对角质量阵中对应的对角元素为零而无法求逆的困难,本文采取了线位移与转角位移分离处理的方法。通过算例与Newmark法的比较表明,当采用精细积分法进行计算,其步长比用Newmark法时的步长高一个量级时,仍然能够得到高度精确的结果,这充分体现了精细积分法的计算结果高度精确及效率较高的优点。在结构瞬态动力响应的灵敏度分析中,本文进行了基于精细积分法的灵敏度分析方法的研究,并在JIFEX程序系统中实现了这种方法。采用这种方法,结构瞬态动力响应的灵敏度的求解与结构瞬态动力响应的求解同时进行。通过算例表明,采用这种方法可以得到精度令人满意的灵敏度结果。最后本文介绍了在做论文期  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

《结构工程师》2016年06期
结构工程师

填埋场动力响应的三维数值模拟分析

以上海老港填埋场四期工程为背景,利用通用有限元软件对填埋场的动力响应特性进行三维数值模拟分析,研究填埋体堆载高度、填埋体边坡坡度、填埋体平面尺寸对填埋场...  (本文共8页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

风浪流数值模拟与风-浪联合作用下桥塔动力响应研究

海洋是人类获取生存和发展资源的重要场所。近些年来,随着海洋能源开发技术的发展和交通运输的需求,在世界各地和我国相继建设了大量的近海桥梁和海上风力发电场等重大基础设施。但是,海洋环境复杂多变,其风、浪、流等环境作用对近海工程结构将造成严重威胁。系统研究海洋风、浪、流的流场特性,掌握近海工程结构在海洋多灾害环境作用下的动力响应特性,对于提升近海工程结构的防灾减灾能力具有重要的意义。本文针对海洋风、浪、流的流场特性开展数值模拟和分析,并以跨海桥梁桥塔为对象,对其在风-浪联合作用下的动力响应进行了研究。本文的主要研究内容包括:(1)基于内部质量源造波方法,结合ALE(任意拉格朗日-欧拉方法)界面追踪技术,提出线状质量源造波方法,并开展了推板和摇板造波的数值模拟;同时基于VOF(体积分数法)界面捕捉技术建立了波浪数值水槽;对两种数值波浪水槽模拟结果进行对比和分析后发现,基于内部质量源方法和ALE技术发展的造波方法,能有效模拟波浪自由面及其...  (本文共169页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
郑州大学

移动荷载作用下正交各向异性地基动力响应研究

在高速公路等交通道路建设中,路基、路面变形与稳定性的控制业已成为工程质量控制的主要技术难题。准确地掌握移动荷载作用下土体的动力特性以及路基、路面结构的动力响应对于交通工程、土木工程及地震工程等工程领域具有重要的理论意义和很高的实际应用价值。本文采用正交各向异性弹性半空间模型、以位移分量为基本未知量,在直角坐标系下,针对移动荷载作用时正交各向异性地基的二维和三维动力响应及正交各向异性地基-路面(板)的相互作用进行了系统研究;建立了移动荷载作用下层状正交各向异性地基平面应变问题计算模型,应用传递矩阵方法,研究了直角坐标系下层状地基在任意深度处的平面应变问题动力响应。主要工作和研究成果如下:(1)建立了任意形式表面动荷载作用下正交各向异性地基平面应变问题力学分析模型、推导了直角坐标系下正交各向异性地基平面应变问题的动力偏微分方程;结合初始条件、边界条件,采用Laplace-Fourier变换和逆变换方法,得到了正交各向异性地基任一点在...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

风机结构振动监测及动力响应研究

近年来,风电产业迅猛发展,风机的额定功率、机舱重量、塔架高度和叶片长度不断增加,风机的风致振动问题更为突出。本文对1.5MW风机塔架进行了长期监测,对不同工况下风机结构的振动响应和疲劳损伤进行研究。论文的主要内容如下:(1)开发了 一套振动监测系统,基于风机的振动监测数据和SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)数据,对风机所在地的实测风特性和风机的运行状态、振动特征进行统计分析,掌握了运行状态参数之间的关系,及不同运行工况下风机的振动规律,并详细分析了风机结构在典型工况下的振动机理与变化规律。(2)基于数据驱动的随机子空间法对风机结构的模态参数进行识别,研究了不同工况下风机结构自振频率和阻尼比的规律;绘制了风机结构不同阶次自振频率与叶轮转频及过桨频率关系的Campell图,本文风机的基频虽然避开了 3f频率带,但没有满足DNVGL规范规定的预留10%安全度的要求;当风机启动...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

高速铁路路基表层动力响应与接触劣化的多尺度研究

我国正处于高速铁路快速发展的重要历史时期,从2008年开通第一条京津城际高速铁路以来,高速铁路总里程己超过2.9万公里。由于无砟轨道具有刚度均匀性好、轨道稳定性高、结构耐久性强、维修工作量少等突出优点,在我国新建的高速铁路线路上被广泛采用。运营实践发现,在列车循环荷载与降雨渗水等工程因素的长期作用影响下,无砟轨道混凝土底座板与路基基床表层的接触位置产生了部分病害,典型的有底座板下接触脱空,以及底座板板边翻浆冒泥等。这些病害的产生增加了养护维修的工作量,若不及时处理,还会诱发其他类型病害,严重时还会影响行车安全。因此,开展路基基床表层与无砟轨道底座板之间的接触机理研究,对确保高速铁路长期稳定、安全运营具有重要的理论意义。论文针对路基基床表层级配碎石的动力响应以及级配碎石与轨道结构的接触问题开展研究;采用有限元方法与离散元方法建立仿真模型,通过数值模拟的方法对基床表层级配碎石的动力响应与接触特性进行了宏观与细观的分析。本文主要内容如...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>