简谐横向荷载作用下弹性地基上不可伸长梁的1/2次亚谐共振响应分析

基于已建立的弹性地基上不可伸长梁的非线性动力学模型,本文针对简谐横向荷载作用下梁的1/2次亚谐共振响应进行研究。利用弹性地基梁的非线性运动方程和多尺度方法,求得梁1/2次亚谐共振响应的二次近似解。进而,运用幅频响应曲线对梁的亚谐共振响应进行研究,并分析了边界条件、地基模型、Winkler参数等对梁非线性共振响应的影响。结果表明:三参数地基模型中弹性层的引入对其支承梁的亚谐共振响应影响显著;临界激励幅值决定了弹性地基梁1/2次亚谐共振响应非平凡解的存在性;梁端约束条件在一定程上改变了Winkler参数对梁非线性动力响应的作用效应。     

Winkler地基梁在温度场中受简谐激励的1/3次亚谐共振分析

研究W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的1/3次亚谐共振问题。应用弹性理论和Galerk in方法建立W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的非线性动力方程,根据非线性振动的多尺度法求得系统满足1/3次亚谐共振情况的一次近似解,并对其进行数值计算,分析了温度、调谐值、激励、阻尼、地基刚度等参数对系统的影响。     

Winkler地基梁在温度场中受简谐激励3次超谐共振分析

本文研究W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的3次超谐共振问题,应用弹性理论和Galerk in方法建立W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的非线性动力方程,根据非线性振动的多尺度法求得系统满足3次超谐共振情况的一次近似解,分析了温度、阻尼、激励幅值、地基刚度等参数对系统的影响。     

非线性弹性地基上圆形薄板三次超谐共振

本文研究非线性地基上圆形薄板受简谐激励的次谐波共振问题。按照弹性力学理论建立非线性地基上圆形薄板受简谐激励的动力学方程。利用Galerk in方法将其转化为非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法求得系统满足3次超谐共振条件的一次近似解,并进行数值计算。分析阻尼、地基系数、调谐值、激励等参数对共振响应曲线的影响。     

地基-非线性结构相互作用空间效应的超谐和亚谐共振研究

建立了考虑空间效应的无质量基础-地基-结构相互作用模型,将模型简化为三个自由度体系,得到了考虑结构水平侧移和扭转位移相耦合的振动方程,用多尺度法研究了体系在强激励下的超谐共振和亚谐共振行为,通过算例分析得到了一些不同于线性体系的结论,为结构非线性分析提供了更深刻的理论依据。     

考虑基础提离与塑性的桥墩地震反应

浅平基桥墩在承受强震作用时,其基础与地基之间会发生提离,地基土会进入塑性状态.精确模拟上述两个问题是非常困难的.本文分析中地基采用了能考虑基础提离及地基塑性的弹塑性Winkler地基模型,采用1940年El Centro(NS)地震记录作为输入,对三个不同高度的双柱式浅平基桥墩进行了非线性时程分析.研究结果表明,基础提离和地基塑性对双柱式桥墩的地震反应有很大影响.考虑地基非线性后,墩顶位移增大,剪力减小,对保护桥墩减小震害是有利的.     

Winkler地基上有限长梁的组合共振响应分析

基于Winkler地基模型及Euler-Bernoulli梁理论,建立了两个横向激励共同作用下Winkler地基上有限长梁的组合共振模型,运用Galerkin方法和多尺度方法求得组合共振幅频响应方程,进而研究地基刚度、弹性模量、黏滞阻尼、外激励幅值等主要参数对其幅频响应曲线的影响。研究结果表明:增大地基刚度、弹性模量、黏滞阻尼或减小外激励幅值均可减小梁的响应幅值。黏滞阻尼的变化对影响的共振区域并无影响。     

结构-地基体系水平与扭转位移耦合效应研究

采用动力理论对地基-结构非线性相互作用体系的振动方程进行了定性分析.基于多线性随动强化模型,采用非线性有限元法求解了基础和地基土之间的水平刚度与摇摆刚度,建立了结构-地基非线性相互作用体系的力学模型.利用拉格朗日能量法推导了结构水平位移和扭转相耦合的振动方程.采用多尺度法研究了结构-地基相互作用体系的主共振.通过分析不...     

Winkler地基上有限长梁联合共振分析

为进一步完善弹性地基上梁的非线性振动理论以及满足实际工程的需要,本文对三种联合共振情况进行了研究。文中基于已建立的Winkler地基上有限长梁的非线性振动方程,运用Galerkin离散法以及多尺度法推导其稳态运动方程组,分析了主/次联合共振时,结构参数及初始条件对系统幅频响应曲线、调谐-相位曲线的影响,初步探讨了主/超联合共振、次/超联合共振的基本性质。研究结果表明:当且仅当两个激励频率是可公度关系时,联合共振才存在稳态响应;对于一个给定的调谐参数,系统最多存在七个解,而解的最终形式是由初始条件决定;系统参数及初始条件的微小变动,可能会激烈地改变系统的响应;工程中为了较好地抑制结构的振动,必须选择合适的方法提高系统的刚度。     

地基-非线性结构相互作用体系的 超谐和亚谐振动

本文对上部结构的以线型恢复力进行最小二乘法拟合，得到类似于Duffing振子的恢复力曲线模型，地基上简化为集中参数模型，运用多尺度法研究地基－结构相互作用体系在强激励下当频率接近结构的三分之一固有频率（超谐共振），三倍固有频率（亚谐共振）时的非线性动力行为，并通过算例得到了异频振动时一些有益的结论。     

Winkler地基梁在温度场中受简谐激励的主共振分析

研究W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的主共振问题。应用弹性理论和Galerk in方法建立W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的非线性动力方程。应用非线性振动的多尺度法,求得系统主共振的近似解。分析不同参数对主共振响应曲线的影响。     

液化场地桩-土地震相互作用p-y曲线分析方法研究

目前,我国尚缺乏液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用分析的合理数值模型与简化分析方法。鉴于此,直接针对振动台试验,基于非线性文克尔地基梁模型,考虑桩周参振土的质量惯性力、上部结构的惯性力、土体辐射阻尼等效应,建立了液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用的p-y曲线分析模型,并给出相应的简化方法。针对振动台试验进行了0.1g El Centro波输入下的分析,验证了桩-土地震相互作用分析方法的正确性,并且推荐了计算参数的合理选取方法,可用于液化场地桩-土地震相互作用的分析。提出的液化场地桩-土地震相互作用p-y曲线简化分析方法,为实际桥梁桩基抗震设计与分析提供一定参考。     

桩土相互作用分析中的动力Winkler模型研究评述

Winkler地基梁集中参数模型在桩一土动力相互作用分析中得到了普遍应用，在现有研究成果的基础上，对桩一土相互作用分析中的动力Winkler模型进行了较全面的综述，指出了各种模型的优缺点，并对有待于深入探讨的问题及发展动向进行了简要评述，为今后深入研究提供了基础。     

考虑水平力作用的弹性地基梁位移及内力解析解

考虑水平力作用下弹性地基梁受力特点,针对Winkler地基模型不能考虑梁底面间与地基切向相互作用的不足,在地基与梁体接触面上引入一系列各自独立的水平弹簧。假定弹簧反力与梁底和地基间的切向相对位移成正比,根据弹性力学基本原理,结合小变形条件下梁体几何方程和线弹性本构关系,建立力学分析模型,导出基本微分方程组并利用微分算子级数法进行求解,获得了考虑水平力作用时地基梁位移及内力解析解。最后通过实例分析,验证了该解析解的正确性和合理性,并对切向地基反力系数等影响因素进行了探讨。其结果可为工程设计提供借鉴参考。     

Dynamic analysis of offshore wind turbine in clay considering soil–monopile–tower interaction

A comprehensive study is performed on the dynamic behavior of offshore wind turbine (OWT) structure supported on monopile foundation in clay. The system is modeled using a beam on nonlinear Winkler foundation model. Soil resistance is modeled using American Petroleum Institute based cyclic p–y and t–z curves. Dynamic analysis is carried out in time domain using finite element method considering wind and wave loads. Several parameters, such as soil–monopile–tower interaction, rotor and wave frequencies, wind and wave loading parameters, and length, diameter and thickness of monopile affecting the dynamic characteristics of OWT system and the responses are investigated. The study shows soil–monopile–tower interaction increases response of tower and monopile. Soil nonlinearity increases the system response at higher wind speed. Rotor frequency is found to have dominant role than blade passing frequency and wave frequency. Magnitude of wave load is important for design rather than resonance from wave frequency.     

Transverse free vibration analysis of a tapered Timoshenko beam on visco-Pasternak foundations using the interpolating matrix method

The characteristics of transverse free vibration of a tapered Timoshenko beam under an axially conservative compression resting on visco-Pasternak foundations are investigated by the interpolating matrix method. The research is executed in view of a three-parameter foundation which includes the effects of the Winkler coefficient, Pasternak coefficient and damping coefficient of the elastic medium. The governing equations of free vibration of a non-prismatic Timoshenko beam under an axially conservative force resting on visco-Pasternak foundations are transformed into ordinary differential equations with variable coefficients in light of the bending rotation angle and transverse displacement. All the natural frequencies orders together with the corresponding mode shapes of the beam are calculated at the same time, and a good convergence and accuracy of the proposed method is verified through two numerical examples. The influences of foundation mechanical characteristics together with rotary inertia and shear deformation on natural frequencies of the beam with different taper ratios are analyzed. A comprehensive parametric numerical study is carried out emphasizing the primary parameters that describe the dynamic property of the beam.     

Winkler弹性地基板梁的自由振动分析

中短型轨道板的几何构型介于梁、板之间,属于宽梁结构。从Mindlin板理论出发,退化得到适用于宽梁的Mindlin板梁控制方程;引入Winkler地基刚度系数,推导得到位移和转角的模态函数表达式。考虑两端简支的边界条件,得到弹性地基板梁的自由振动特征方程。通过无量纲数值算例求解出弹性地基板梁的自振频率,并与Timoshenko梁理论和Mindlin板理论进行对比。研究高跨比、泊松比和弹性地基刚度等参数对结构自振特性的影响,总结出弹性地基板梁方程的特点及适用范围,即宽度效应显著且泊松比较大的宽梁结构。