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1.
研究目的：通过非线性动力有限元分析,模拟多塔斜拉桥在多点激励下的地震响应以及揭爪其在强震下的倒塌破坏模式。创新要点：解决了多塔斜拉桥的非线性动力数值模拟技术,并首次模拟了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：首先采用隐式的Newmark-β法求解多点地震激励下的非线性动力方程（图3）,随后采用显式的中心差分格式对强震作用下桥梁的倒塌破坏过程进行数值仿真（图4）。重要结论：1．单主梁模犁的数值结果可以很好地反映地震模拟振动台试验的地震响应结果;2．在加速度峰值为4．0m／s2的E1。Centro波时,多塔斜拉桥模型只出现了中塔支座的破坏;3．在加速度峰值为4．0m／s2的江心波时,多塔斜拉桥模型先后出现了支序破坏、拉索与塔的连接破坏以及中塔上塔柱段的单元失效。 相似文献
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研究目的:为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法,并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。创新要点:1.建立了地震模拟振动台多台阵试验方法,并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中;2.通过地震模拟振动台试验,揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法:1.基于动力相似理论,设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型(图2);2.利用地震模拟振动台多台阵试验,根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性(图5~图8);3.根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应(图9)。重要结论:1.江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波;2.多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响;3.在El-Centro波的加速度峰值高达4.0 m/s2时,多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。 相似文献
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研究目的：创新要点：为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法,并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。1．建立了地震模拟振动台多台阵试验方法,并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中;2．通过地震模拟振动台试验,揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：1．基于动力相似理论,设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型（图2）;2．利用地震模拟振动台多台阵试验,根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性（图5～图8）;3．根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响虚,分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应（图9）。重要结论：1．江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波;2．多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响;3．在El-Centro波的加速度峰值高达4．0m／s^2时,多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。 相似文献
4.
程怡 《福建工程学院学报》2018,(4):320-325
以某跨径为110 m的独塔异形斜拉桥为工程背景,通过非线性有限元分析对斜拉桥在强震作用下的地震响应特性及减震措施进行了研究,得出如下结论:相比Lander-amboy波,卓越周期与桥梁固有周期较为接近的Cerro Prieto波能够引起结构较大的地震响应。行波效应能够显著增大工程背景斜拉桥的地震响应,且随着视波速的增大,桥梁的加速度响应明显增大。阻尼系数25 000 kN·s/m为工程背景斜拉桥的最优粘滞阻尼器设计参数,且在塔梁连接处安装该参数粘滞阻尼器后,斜拉桥减震效果显著,尤其能明显减小结构的位移响应。 相似文献
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颜桂云余勇胜袁宇琴李环辉张东鹏 《福建工程学院学报》2021,(4):307-314
根据远场类谐和地震动、普通地震动反应谱与规范反应谱之间的包络关系,选取输入结构的地震动加速度峰值?建立双柱墩式抗震梁桥,分析同峰值加速度的远场类谐和地震动和普通地震动作用下双柱墩式梁桥主梁、墩柱的地震响应等,揭示远场类谐和地震动作用下双柱墩式梁桥的动力响应与失效机理?采用SR模型模拟双柱墩抗震梁桥墩底的SSI效应,分析远场类谐和地震动作用下梁桥地震响应变化规律。结果表明,远场类谐和地震动对桥梁的地震响应为普通地震动作用的1.5倍以上,其设防烈度至少应提高一度才能保证桥梁的安全?墩-系梁连接点处弯矩随桩土刚度减小而增大,有可能会引起桥墩弯曲破坏。 相似文献
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建立了半主动悬架支撑下1/4车的振动模型,推导了其运动微分方程,运用matlab/simulink工具箱模拟了汽车在40m/s和100m/s两种工况作用下B级路面的随机激励,并编写了1/4车模型在随机激励作用下频域响应求解的仿真框图程序。结果表明,带有PID控制器的半主动悬架与被动悬架相比,明显地降低了车身加速度,即明显改善了汽车平顺性：在时速为40m/s时,车体的振动能量峰值减少了69.8%;在时速为100m/s时,车体的振动能量峰值减少了65.5%;相较于高速工况下,半主动悬架在车速为中低速时,对于平顺性的改善的作用更加明显。 相似文献
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为研究某一设有叠合柱的局部错层钢筋混凝土（reinforced concrete,RC）框架结构在近断层和远场地震作用下的破坏概率,自定义钢管混凝土叠合柱塑性铰参数,并与试验对比验证塑性铰参数的有效性。采用SAP2000建立非线性分析模型,选取近断层和远场地震波共22条,分别以地震峰值加速度（peak ground acceleration,PGA）和最大层间位移角作为地震动强度指标和结构性能指标,基于增量动力分析（incremental dynamic analysis,IDA）结果和点估计函数对错层框架结构进行易损性分析。结果表明：对于远场地震动,结构满足“三水准”抗震设防要求,在罕遇地震下超越防止倒塌极限状态的概率仅为0.24%;结构在近断层多遇地震下仍能满足“小震不坏”的设计要求,设防地震下结构超越修复后使用极限状态的概率为53.63%,发生中等破坏的概率较大,罕遇地震下结构达到倒塌极限状态的概率为5.37%,较远场地震作用破坏更为严重。研究结果可为错层框架结构的设计和地震风险评估提供参考。 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2017,(5)
目的:随着隔震技术在工程结构中的逐步推广应用,橡胶隔震支座的试验与数值模拟都得到国内外工程研究人员的重视。其中后者因支座大变形时计算较难收敛、铅芯与周边橡胶以及钢板的复杂接触关系较难模拟、采用隐式积分算法时计算规模较难控制等问题,目前仍是这一方向的研究热点。本文旨在探讨基于显式积分算法对一种新型可滑移式铅芯橡胶支座进行准确可行的数值模拟的方法。创新点:1.探究基于显式积分算法的隔震支座数值模拟方法;2.采取多种方法有效地控制了数值模拟计算规模,同时实现了较高的数值模拟精度;3.采用程序中提供的3种接触方式较好地模拟了支座中存在的复杂接触关系。方法:本文主要采用4种方法减小数值模拟计算规模:1.激活程序内置的质量缩放功能;2.合理增大支座中对支座竖向刚度与水平剪切性能影响较小的非关键部件——叠层钢板的厚度;3.合理减小叠层钢板的弹性模量;4.考虑到支座中所有材料均未考虑材料的率变效应,即加载速率对支座的力学性能没有影响,本文数值模拟中所用加载频率为实际加载频率的10倍。此外,本文采用了一般接触、绑定接触与单边接触模拟支座中不同的接触关系。结论:1.显式积分的计算时间步长由2.4×10-7 s增大到3.5×10-6 s;2.与试验结果对比验证了本文提出的基于显式积分算法对该新型可滑移式铅芯橡胶支座进行数值模拟的方法的准确实用性;3.该支座在纯压作用下,部分铅芯发生塑性变形,而在最大剪切位移时,铅芯发生了很大的塑性流动变形;4.与采用隐式算法对该支座进行数值模拟研究所用时间相比,显式算法所用时间少很多。 相似文献
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为探究撞击作用下波折钢板-钢覆复合材料防撞设施的撞击响应和破坏模式,采用非线性有限元软件LS-DYNA,建立了船-防撞设施-桥碰撞的数值仿真模型,比较计算结果与试验结果,验证数值模拟方法的有效性,并通过参数分析探明了船舶冲击速度、钢面板厚度、冲击角度对防撞设施防护性能的影响规律。结果表明：有限元方法可以准确模拟碰撞产生的钢箱变形,考虑钢材应变率效应方法获得的钢箱凹陷深度和加速度峰值与试验值误差均小于10%;冲击速度、钢面板厚度、冲击角度对防撞设施在实际应用中的防护效果有较大影响,防撞设施在不同撞击作用下均起到良好的防护效果,展现出其良好的抗冲击性能和广泛的适用性。 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2017,(9)
目的:提出预测分数阶高斯噪声激励下拟部分可积非共振哈密顿系统的稳态响应的方法。创新点:现有文献中,对于分数阶高斯噪声激励下动态系统响应的研究,多为单自由度或二自由度线性系统,而本文的方法针对的是多自由度强非线性系统,可预测分数阶高斯噪声激励下的多自由度强非线性系统的稳态响应。方法:1.根据分数阶布朗运动的顺式积分原理及其随机微分规则,将分数阶高斯噪声激励下的多自由度强非线性系统模型化为分数阶高斯噪声激励下的拟部分可积哈密顿系统。2.运用随机平均原理进行降维,得到维数更低的分数阶随机微分方程组,由此,原系统可被这组方程近似代替。3.运用数值方法求解分数阶随机微分方程组,得到原系统的近似稳态响应。结论:1.从平均后的分数阶随机微分方程组模拟得到的近似稳态响应与原系统方程模拟得到的稳态响应吻合度较高,说明了此方法的有效性。2.模拟平均后的分数阶随机微分方程组的时间比模拟原系统方程的时间短很多,说明此方法效率高。 相似文献
11.
周妍 《杨凌职业技术学院学报》2008,7(3):1-3
通过形状记忆合金（SMA）材料的超弹性性能试验确定了SMA材料的各项力学性能参数,根据结构的振动控制理论,针对框架结构剪切型变形的特点,建立了SMA拉索对结构进行被动控制的运动方程。然后针对不同的控制方案,应用ANSYS有限元程序,仿真分析了多层钢结构模型在地震激励下的高度非线性动力时程响应,研究了SMA被动拉索的控制效果。 相似文献
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为研究大型钢制拱顶式储油罐在可燃气体爆炸作用下的破坏和变形特征,对多个储油罐缩比模型进行爆炸实验. 并利用 ANSYS/LS-DYNA 软件,建立了缩比为 1: 25 的 5 000 m3储油罐数值模型,对模型在爆炸冲击作用下的破坏过程进行数值模拟. 实验与数值结果表明: 爆炸冲击波对储油罐缩比模型具有瞬间突跃增压的冲击特性,罐壁迎爆面驻点区域超压峰值最高; 迎爆面中部驻点区首先屈服并带动相邻部分达到屈服状态,同时在变形区周围明显形成不规则的塑性铰环,导致罐壁产生内凹屈曲. 在此过程中,罐内液体既对罐壁产生一定的冲击作用,也能吸收和耗散部分爆炸能量. 相似文献
14.
《邢台职业技术学院学报》2015,(5):68-71
通过对某砖混结构进行建筑隔震设计,建立该结构的有限元计算模型,研究并分析其在基本地震加速度作用下的结构反应和罕遇地震作用下的隔震层层间位移反应。计算结果表明:砖混隔震结构在设计基本地震加速度作用下,隔震结构层剪力与非隔震结构层剪力相比满足计算要求;罕遇地震作用下,隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求。 相似文献
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采用混沌时间序列分析方法分别对以经典混沌信号和地震动为激励的结构响应进行混沌特性分析,从关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数等定量指标的角度,考察结构自振周期、地震动的类型和幅值等因素对结构地震响应的非线性特性的影响。研究结果表明:在经典混沌信号和地震动作用下,经过结构的放大和滤波作用,结构加速度响应仍然保留了混沌特性,且通过混沌参数的变化程度能够判断结构是否进入弹塑性状态。结构自振周期为结构加速度响应的混沌特性的主要影响因素;幅值对经典混沌信号作用结构下加速度响应的混沌特性影响较为显著;而地震动的类型、幅值等因素对地震动作用下响应的混沌特性影响更为显著。 相似文献
16.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2019,(11)
目的:研究冲击荷载各参数对于液化天然气(LNG)储罐的动力响应结果,定义LNG储罐受到冲击荷载时的破坏模式,并分析不同破坏模式下的破坏机理,为工程防御冲击荷载提供有效的理论研究基础。创新点:1.建立精细化的LNG储罐有限元模型;2.定义LNG储罐在冲击荷载下的破坏模式并揭示其破坏机理;3.提出损伤因子Df可区分三种冲击破坏模式。方法:1.通过有限元模拟,进行冲击荷载的参数分析,得到不同冲击荷载对于LNG储罐的动力响应(图6和7);2.根据数值模拟结果,定义LNG储罐受到冲击荷载时的破坏模式(图8),并分析其破坏机理(图10和11);3.通过经验公式验算LNG储罐抵御冲击荷载的可靠性。结论:1. LNG储罐薄弱部位为外罐和环梁及底板的连接部位;2. LNG储罐受到冲击荷载的破坏模式分为局部变形、混凝土剥落和穿透三种;本研究得到了各种破坏模式下的破坏机理,并定义了损伤因子Df来区分三种破坏模式;3.通过经验公式验算,LNG储罐可以抵御英国规范建议的冲击荷载和法兰的冲击;DOE-standard公式计算结果最为保守。 相似文献
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以四川雅泸高速公路干海子特大桥为工程背景,采用Midas Civil有限元软件建立三跨一联钢管混凝土格构式高墩连续弯梁桥结构。进行E1弹性地震响应分析,探讨了该类新型梁桥结构的动力特性、内力分布规律,以及地震波激励角度参数对全桥各个指标的影响规律,研究结果表明:钢管混凝土格构式高墩连续弯梁桥结构刚度较柔、周期长,不可忽视弯扭耦合效应。上部主梁弯矩值控制截面位于固定支座位置处,扭矩峰值出现在梁端位置处;下部格构墩弯矩和轴力控制截面均出现在固底墩墩底,墩顶为桥墩位移控制截面。支座中心连线和与之垂直的方向均为最不利激励角度。 相似文献
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赵娟娟 《天津职业院校联合学报》2013,15(2):44-48
文章以山东济南建邦三塔斜拉桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥有桩和无桩两种模型,进行了动力特性分析,并在不同工况下进行反应谱和弹性时程分析。两种模型的地震响应的结果表明,桩土效应对结构位移和内力影响较大,在对大跨度支撑体系斜拉桥进行抗震分析时,应该考虑桩土效应。 相似文献
19.
为了分析塔式起重机的动力特性及在不同水平下的地震响应,首先借助ANSYS有限元分析软件,对塔式起重机进行模态分析;其次对塔式起重机的有限元模型分别输入EI Centro、Taft及汶川什邡八角站三种激励地震波,分析塔身和水平横梁节点地震响应,最后讨论塔式起重机的抗震设计要点及隔震措施。结果表明：塔式起重机的塔臂疲劳主要由地震反应谱中的窄带过程控制,反之,塔臂的折断破坏是由宽带过程起主要作用。 相似文献
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鉴于矮塔斜拉桥受力性能的特殊性,引入增量动力分析（IDA）和拉丁超立方体抽样（LHS）评估该结构在地震激励下发生损伤的风险概率。首先采用LHS考虑桥梁构件材料的随机性,与事先选取的地震波相结合形成桥梁-地震动样本集合;其次在确定桥梁有限元模型主要构件损伤指标的基础上采用基于蒙特卡罗（MC）抽样的IDA进行地震易损性分析和地震风险概率评估。为验证方法的正确性和有效性,对一预应力混凝土独塔双索面矮塔斜拉桥结构模型进行地震风险概率评估,结果表明:该方法既充分考虑了材料和地震输入双重随机性又避免了繁琐的积分过程,同时也提高了工程计算的效率及精度。 相似文献