不同法兰模型的复合支柱绝缘子地震响应
以某高压复合材料支柱绝缘子为研究对象,分别建立等效梁单元法兰节点简化有限元模型和根据实际法兰节点的实体有限元模型,随后开展动力特性分析,并考虑支架动力放大系数开展9°设防下的地震响应分析,最后分析不同法兰节点模型对支柱绝缘子位移和应力响应的影响。结果表明,简化模型的应力响应略大于实体模型,但是位移响应小于实体模型,位移峰值约为实体模型的71%;实体模型的应力峰值为37.2MPa,与法兰节点粘结剂的粘结强度相差不大,复合绝缘子极限承载力由法兰与复合套管的粘结强度决定;在强震作用下,复合支柱绝缘子法兰节点受损,导致结构抗侧刚度和基本频率有所下降,水平位移响应增大。
横纵向位移激励下变长度梁的动力学分析
关于变长度梁的研究,主要集中在横向自由振动及稳定性分析,有关水平及竖直两个输入方向的抗震研究却不够充分,常用的抗震设计方法没有充分考虑结构时变性对振动产生的影响。以实际工程中的变长度操作杆为算例,运用广义Hamilton原理建立横纵向地震激励下变长度梁的动力学方程,运用假设模态法与修正后的Galerkin法进行空间离散求解,通过数值仿真方法求解不同轴向运动下变长度梁在简谐波与地震波作用下的振动响应。根据计算结果,讨论了不同轴向运动所引发的梁长变化对变长度梁的振动影响规律。对比相同长度范围内变长度梁与固定梁在地震激励下的末端最大位移,前者在收缩时的结果大于后者。说明了在对变长度梁等时变结构进行抗震分析时,考虑结构时变性影响的必要性。该建模计算方法可为类似结构的抗震分析与设计提供参考。
矩形容器内液体三维晃动特性研究
为研究充液容器内液体的晃动对储存系统动态响应的影响,应用泛函极值原理建立了任意充液容器内液体晃动的有限元分析模型,忽略了晃动自由面上液体的表面张力,分析了充液容器内液体晃动的固有频率、模态及地震对其影响,并与解析解进行了对比。分析结果表明,该方法可应用于三维任意形状充液容器内液体的晃动问题求解,且精确度较高,建议在工业设计中将液体晃动与结构弹性体振动问题统一分析。
储罐三维地震响应分析
研究了储罐在竖向和水平地震分量同时作用下的地震响应.分别建立了竖向和水平地震分量作用下的力学分析模型,提出了储罐在三维地震作用下的水平位移、加速度及基底剪力的计算方法.对工程应用的8种系列浮顶储罐进行了三维地震响应的数值分析和时程分析,结果表明:竖向地震分量引起的水平位移较小,与总位移的平方比小于16%,可以忽略;竖向地震分量引起的水平加速度较大,与总加速度的平方比可达30%;在储罐设计时应该考虑;竖向地震分量引起的基底剪力与总剪力的比值达30%~45%时,应考虑储罐的坚向地震作用的影响.
柔性基底立式储罐减震耗能研究
对立式储罐进行了减震耗能研究.提出了一种新的储罐抗震模型,即圆柱储罐壁与构成基底的柔性膜(非金属材料)相联结,形成立式储罐,罐周边采用具有水平减震的装置.建立了控制体系的简化力学分析模型,并给出了运动分析方程.对采用橡胶垫的50000m3立方浮顶罐进行了EI Centro波地震动数值仿真计算,取隔震基频为2rd/s,阻尼比为0.3时,其基底剪力降低85.78%,动水压力降低60.99%.动水压力和基底剪力的降低,减少了储罐地震动作用下的轴向应力和环向应力,提高了储罐抗震能力.研究表明,新结构体系对减少储罐地震动响应是有效的,是一种能够降低成本,节约钢材的新颖储罐结构.
65m射电望远镜天线地震安全性分析
文中建立了65 m天线的有限元模型,并介绍了天线的有限元建模组成和各单元类型;对天线进行了地震安全性分析,给出了动力学分析的基本思路与动力学方程;分析了65 m天线在地震作用下的位移、应力时程响应,得出了天线与地基接触点的作用力数值。结果表明:天线在给定地震条件下能够满足设计需要,不会产生破坏,为该工程的结构抗震安全性提供了依据。
运行状态风力机地震响应的解耦分析方法
对于运行状态的风力发电机,其地震响应涉及风荷载与地震的联合激励。为建立风-地震共同作用下风力机动力响应的解耦分析方法,该文基于最小二乘法,建立水平轴风力机模态气动阻尼比简化模型;将叶轮气动阻力以等效阻尼比施加于支撑结构,形成风力机地震响应的解耦分析方法,与耦合方法模拟结果进行比较,验证解耦方法的可靠性。结果表明双线性模型能够准确模拟风力机模态气动阻尼比随轮毂高度处10 min平均风速变化的规律,解耦方法得到的风力机塔顶加速度和塔底弯矩峰值与耦合方法所得结果的误差不超过15%,同时,解耦方法的计算效率也高于耦合方法。
塔式起重机地震响应的时程分析
以QTZ315型塔式起重机为研究对象,利用有限元软件ABAQUS研究塔式起重机的自振特性,得出塔式起重机的前5阶固有频率。通过试验提取3点应力,以验证有限元模型的准确性。对塔式起重机施加El-centro地震波,用非线性时程分析法计算塔式起重机在空载和加载状态下,塔式起重机对地震载荷的响应情况。结果表明,在7度多遇地震波作用下,起重臂与塔身连接点的应力和位移随起吊载荷的增加而增加,且变化趋势一致;起吊重量为1.5t时,起重机因强度失效而发生折断,刚度仍有较大余量。分析结果可为塔式起重机安全使用和合理设计提供参考。
毗邻建筑非平稳随机地震响应LQG控制问题的闭合解
研究了毗邻建筑在非平稳随机地震激励下的LQG控制问题.首先建立了主动液压传动装置连接的毗邻建筑在地震激励下的动力方程,然后采用复模态分析得到系统的动力特性,包括模态频率和模态阻尼比;通过引入成形滤波器来描述地震功率谱密度函数,最终利用虚拟激励法和留数定理推导出LQG控制问题的闭合解.算例结果表明:只要适当选择LQG控制器参数,LQG控制可有效地减小两栋建筑的地震响应,并且其响应达到稳态的速度比无控时要快得多.
磁流变阻尼器在渡槽抗震中的应用研究
基于磁流变阻尼器的spencer模型,对其进行数值模拟,研究了纵向地震激励下渡槽结构在磁流变阻尼器控制下的地震响应规律。计算结果表明,采用磁流变阻尼器可以有效地抑制渡槽结构在地震激励下的响应,研究结果对大型渡槽结构的抗震设计具有一定的参考价值,为半主动控制用于渡槽结构的抗震设计提供了理论依据。