高大型井塔结构的抗震设计优化

高大型井塔结构计算复杂,特殊荷载种类多,抗震薄弱环节突出。结合内蒙古某主井井塔结构抗震设计的实例,从平面与竖向布置、特殊荷载、结构计算等方面分析了高大型井塔结构抗震薄弱的主要原因,即井塔的底层刚度小、楼板开洞面积大、荷载分布不均匀、建筑高宽比大、顶部不能设置中柱等;通过三维有限元分析与设计软件PMSAP的分析计算,提出了高大型井塔结构抗震设计薄弱环节的解决方案,即加大底层刚度、加大楼板刚度、调整楼面梁布置、加大底部楼层重量、加大基础嵌固层深度等;基于PMSAP从刚重比、有效质量系数、剪重比、周期比、位移比等方面对井塔结构抗震设计进行验算与分析,以为实际井塔工程提供数据和经验,并指出井塔须进行水平振动验算,将水平强迫振动频率与抗震计算得出的结构自振频率对比,以避免提升设备与井塔本身产生共振。     

MTMD对高速铁路32m预应力混凝土简支箱梁竖向振动特性的影响分析

为降低京沪高速铁路苏州北站候车厅受桥梁振动的影响,拟在正线32m预应力混凝土简支箱梁内安装多重调频质量阻尼器(MTMD)。通过建立车—桥—MTMD竖向动力分析模型,分析MTMD对32m简支箱梁竖向振动特性的影响。计算结果表明,加装MTMD后,32m简支箱梁一阶竖向自振频率有所降低,32m简支箱梁的竖向振动响应明显减小。     

航空发动机叶片振动特性试验研究

目的通过理论计算和试验验证获得航空发动机叶片一阶弯曲振动频率,并在一阶弯曲振动模态下获取叶片所受应力与叶片自振频率、叶片振幅之间的关系。方法利用有限元分析软件对叶片进行模态分析,得到叶片的一阶弯曲振动频率。在振动试验系统上,通过扫频试验验证叶片发生一阶弯曲共振的频率,对叶片进行高应力振动试验。结果叶片一阶弯曲振动频率理论计算值为3584 Hz,实验值为3286 Hz,误差为8.31%,满足工程误差小于10%的要求。叶片所受应力与叶片自振频率、叶片振幅之间的关系为σ=1.8759af。结论得到了叶片的一阶弯曲振动频率以及叶片所受应力与叶片自振频率、叶片振幅之间的关系。     

车用柴油机湿式气缸套振动特性分析

目的通过对柴油机湿式气缸套振动特性的计算分析,研究气缸套失效的主要原因,以提高柴油机结构的可靠性。方法基于16V280ZJ型柴油机气缸套的结构参数,采用有限元法建立气缸套有限元分析模型,对其进行模态分析,包括自由模态以及约束模态,分析气缸套的固有振动特性。然后基于16V280ZJ型柴油机的性能参数,计算气体力与惯性力,从而计算得到气缸套承受的交变侧压力。通过时-频转化将交变侧压力谱转化为频域谱,以分析气缸套承受的激励特性。结果气缸套的模态振型主要为径向弯曲振动,说明径向刚度小于轴向刚度。气缸套承受的交变侧压力的频率低于气缸套的固有频率。结论柴油机湿式气缸套受活塞侧向激振力不会发生共振,缸套的径向刚度较小,导致激振力传递给冷却水后缸套会发生穴蚀。     

地震作用下深水矩形空心桥墩振动特性分析

基于流固耦合的有限元计算方法,针对水位、水域(内、外)和横隔板这三个因素对深水矩形空心桥墩的自振特性和在地震作用下的动力响应进行了研究,结果表明:水域减小了墩体自振频率,增大了墩顶位移和墩顶加速度等,并随着库区水位的抬升,这一影响愈大;内域水体对桥墩低阶模态自振频率降低显著,外域水体对高阶模态自振频率降低较显著,内、外域水体对墩顶位移和墩顶加速度影响程度接近;有水体时横隔板对桥墩的自振频率降低很大,对墩顶位移和墩顶加速度影响甚微。该研究对优化深水矩形空心桥墩的抗震措施具有重要意义和工程价值。     

粘弹性阻尼层减振与动力吸振技术对比研究

目的 实现结构振动最优控制目标.方法 基于振动控制的需求,以工程上典型的九宫格薄板为被控对象,选取合理的安装位置,通过有限元仿真进行附加粘弹性阻尼层和动力吸振器的抑振效能对比研究.结果 附加动力吸振器较附加阻尼层最大可实现69.2％的减幅比.结论 符合最优参数设计的动力吸振器在共振频率附近抑振效果更好,但粘弹性阻尼材料...     

某涡桨发动机隔振安装系统弹性参数优化研究

目的降低某型涡桨发动机安装系统中存在的振动耦合。方法在ADAMS中建立该涡桨发动机安装系统的动力学模型,以发动机安装系统模态频率及侧向、垂向模态对应的振动解耦率为优化条件,通过ADAMS/insight模块对该动力学模型进行刚度优化。结果通过优化,发动机安装系统侧向模态频率为8.03 Hz,垂向模态频率为28.23Hz,满足隔振要求。侧向、偏航、俯仰模态实现了振动解耦,解耦率均在97%以上。由于主隔振器结构特点,垂向、航向、滚转模态仍存在振动耦合,可考虑改变主隔振器结构以降低该振动耦合。结论所述方法可提高涡桨发动机安装系统的振动解耦率,降低安装系统的刚度设计难度,进而提高涡桨发动机安装系统的隔振效率。     

广州大学城某学生宿舍楼环境振动实测与分析

结合广州大学城某一学生宿舍楼,通过现场实测和问卷的方法,对建筑物振动进行了分析研究.结果表明,28.6％的竖向振动实测结果超过《GB 10070-1988》规定的昼夜标准限值,人员流动数量和室内人员数量是宿舍楼竖向振动的重要影响因素;宿舍楼水平向振动的变化规律与竖向振动的变化规律较为相似,水平向等效振级整体上比竖向大,...     

高桩码头的振动测量与分析

测量了高平潮、低平潮及两潮位之间三个时段某高桩码头工作平台的振动情况,比较了不同潮位下振动的最大位移值.对测量数据进行了分析,发现海浪对结构振动的位移大小影响明显,得到了工作平台的前三阶自振频率.利用两点差法,根据码头平动记录求取了码头沿垂直轴向的码头扭转分量,经计算码头转角在10-7rad量级,码头扭转的转动中心按照...     

舱门振动对舱室噪声特性影响研究

目的研究舱门结构振动特性对舱室声场特性的影响与控制方法。方法基于声固耦合分析方法,对典型舱门结构的振动声辐射特性进行仿真分析,研究材料、板厚以及阻尼层对舱门结构声辐射特性的影响规律。建立舱室声学分析模型,分析舱门结构振动对舱室声学环境的影响。结果计算了典型舱门结构的固有频率和声辐射特性,舱门结构在固有频率处容易辐射出较大的噪声能量。通过分析舱室典型位置声压频率响应可知,声压峰值频率以舱室模态频率为主,且响应最大值出现在舱门结构频率和舱室模态频率重合处。仿真分析结果显示,采用在舱门表面增加约束阻尼层的降噪方法,可以有效降低舱室噪声。结论舱门结构振动模态频率与舱室声学模态频率的重合产生较大的共鸣噪声。在舱门上增加约束阻尼层是一种简易且有效的舱室噪声控制措施。     

管道力学分析中阀门刚度计算分析研究

目的得到理想的阀门外径和壁厚数据。方法通过振动力学,推导出频率与阀门刚度的关系,并采用Matlab软件求解方程组,得到阀体和阀杆各自刚度,进一步分析得到管道计算中所需要的外径和壁厚。结果经过工程实例验证,对于柔性阀门,理论计算与SYSPIPE管道应力分析软件得到的结果误差较小。结论将管道中的柔性阀门的振动简化为两自由度k-m振动模型是合理的,理论计算结果较为理想,可应用于工程分析中。     

大型航天器结构-控制-光学一体化建模与微振动响应快速计算方法

目的控制大型航天器一体化模型的计算成本。方法分别使用状态空间法和附加刚度法建立结构-控制-光学一体化模型,并求解微振动响应。使用稀疏矩阵LU分解法和迭代法求解线性方程来加速微振动响应的求解速度。结果对某大型航天器建立一体化模型,并求解微振动响应,总耗时10.35 s,其中使用迭代法计算2794个频率点耗时7.20s,使用稀疏LU分解法计算6个频率点耗时3.15s。结论数值算例证明了该方法的高效性,是适用于实际工程中大型航天器微振动预示的高效算法。     

非对称双轨火箭橇动力学建模与仿真研究

目的 以高速非对称双轨火箭橇系统为研究对象,建立包含橇-轨相互作用的相关动力学模型,开展全轨范围内的动态特性数值模拟研究。方法 在明确火箭橇的组成和动力学过程基础上,对非对称双轨火箭橇进行受力分析,推导和建立非对称火箭橇-轨道耦合动力学模型,并对火箭橇进行自由模态分析。分析获得火箭橇气动力时程曲线、考虑火箭发动机质量损失的附加质量时程曲线,同时重构了轨道不平顺模型作为轨道激励。在此基础上,采用动力学软件分析火箭橇系统的动态特性。结果及结论 产品橇模态高于第二级推力橇,第二级推力橇模态高于火箭橇整体模态。火箭橇加速度随运行速度的增加而增大,竖向加速度大于横向加速度,火箭橇高速运行过程时的危险部位位于侧边翼上,有折断的风险。火箭橇竖向滑靴之间存在相位差,火箭橇竖向做俯仰运动,横向为往复摆动,竖向动力响应约为横向的1~2倍。     

某型飞机起落架舱上蒙皮振动测量与分析

目的研究起落架舱上蒙皮裂纹原因。方法通过建立起落架舱有限元模型,进行固有频率特性计算,同时空测故障区域蒙皮的振动加速度以及动应力,对起落架舱蒙皮的振动情况进行分析。结果起落架舱三角区故障区域振动量级大于非故障区域,起落架舱三角区振动功率谱密度最大值的频率区间在200~500 Hz的中频频段,起落架舱三角区结构振动的幅值与飞机的法向过载Ny密切相关,静载大概是动载的100倍。结论飞机机动过载产生的静载远大于振动产生的动载,起落架舱三角区故障区域以静载为主,是造成裂纹的主要原因。     

上海交响乐团排演厅整体隔振及隔声研究

上海交响乐团排演厅紧邻地铁线路,具有较高的隔振隔声要求,采取的隔振措施包括地铁轨道设置的浮置板道床和排演厅底板下的弹簧整体隔振,在排演厅底板下方共设置了108组弹簧。通过现场基础筏板的振动实测及排演厅整体动力计算分析,表明可以满足排演厅较高的振动和二次噪声控制要求。在此基础上,进行了排演厅结构优化重量减轻后的振动和噪声分析比较,得出了合理的弹簧刚度选取及布置的优化措施。     

泥石流块石冲击下钢绞线网组合结构的动力响应模拟研究

针对泥石流块石冲击荷载作用下灾害的防治问题,引入钢绞线网组合结构,并利用ANSYS/LS-DYNA对不同冲击物在不同的冲击点位置、冲击物速度和冲击物质量条件下钢绞线网组合结构对泥石流块石冲击的动力响应进行数值模拟。结果表明:①冲击物在不同的冲击点位置,钢绞线网组合结构的冲击力峰值不同,同一冲击高度,钢绞线网组合结构中间点处的冲击力峰值比两侧点要小;随着冲击高度的增加,钢绞线网组合结构的冲击力峰值减小;②在低速度冲击过程中,钢绞线网组合结构中钢绞线未断裂,结构的冲击能量守恒,在高速度冲击时,钢绞线网组合结构冲击点处横向钢绞线比竖向钢绞线的塑性应变和轴向力更早达到最大,横向钢绞线先发生断裂;③钢绞线网组合结构冲击点处位移峰值分析显示,随着冲击物速度和冲击物质量的增加,钢绞线网组合结构的位移峰值增加,但位移增幅降低。     

板壳结构在声振联合试验下的振动响应耦合分析

目的 研究具有工程实践意义的板壳组合结构在声振联合作用下的响应预测方法。方法 在噪声试验、振动试验和声振联合试验响应曲线的基础上,分析板壳组合结构在噪声和振动同时激励下的响应耦合规律,并根据噪声试验和振动试验的响应极值包络法,来预测在声振联合试验作用下板壳结构的响应分布。结果 声振联合试验响应曲线近似于噪声试验和振动试验的最大值包络线,噪声的面激励和随机振动的基础激励在不同的频率范围内对结构响应起着主要影响。试验件的噪声试验和振动试验响应曲线在给定的频率点出现相交,小于交越频率的声振联合试验响应与振动试验高度吻合,高于交越频率的响应则以噪声试验为主。结论 在工程实际中,可以直接利用振动试验和噪声试验的响应数据对声振联合试验的响应进行预测。由于交越频率难以事先获得,因此响应叠加法在实践中更易于实现。     

桥梁铅芯橡胶支座参数的优化设计研究

合理选择铅芯橡胶支座的动力参数是减、隔震桥梁充分发挥其减、隔震作用的关键。为便于今后采用减、隔震技术的桥梁更加合理地选用铅芯橡胶支座,建立了多个桥梁工况,以3条人工地震动为地震输入进行非线性时程分析,研究了铅芯橡胶支座的动力参数与桥墩刚度和上部结构质量之间的内在联系,得出了铅芯橡胶支座在不同设计谱峰值、不同桥梁结构下的最优屈服前刚度和屈服力。该研究结果可为后续桥梁的减、隔震设计提供参考。     

典型锥形结构两点响应控制试验研究

目的研究小长径比结构进行两点振动响应控制时的可行性,提升地面振动模拟真实性。方法针对一长径比约3:1的短圆锥结构,首先以圆锥表面气动载荷为振动输入载荷,通过数值仿真获得结构在自由状态下内部两点的加速度功率谱密度曲线,再采用激励杆和激励板的形式进行两点激励加载,控制要求的两点加速度响应。将真实响应的控制结果与常用梯形谱的控制结果进行对比,分析控制的有效性及结果的合理性。结果通过对比不同的两点激励加载部位,发现振动控制效果会存在明显差异,以仿真的结构响应作为振动控制谱,具有良好的振动控制效果,实际控制的功率谱密度曲线只在局部"谷"的地方和低频段出现超差,实际均方根值与要求均方根值差异较小。结论以仿真得到的结构内部响应作为振动控制谱,可以提高结构地面振动考核的真实性。当振动激励部位选择合适时,对于小长径比结构,也可以得到良好的控制效果。     

机载光电吊舱隔振系统研究综述

主要从振动对光电设备成像的影响和无角位移隔振设计两个方面,综述了近年来国内外学术界对机载光电设备的隔振设计方法和技术。提出角振动较线振动对光电吊舱成像质量的影响大,光电吊舱隔振设计需重点考虑降低角振动问题。引起设备角振动的重要因素为光电设备的质心与隔振系统的刚度中心相偏离,以及各隔振器之间的刚度和阻尼不匹配,隔振系统设计时应予以关注。