考虑离心刚化效应的旋转风力机叶片动力特性分析

风机叶片的动力特性直接影响到风力发电机组整体的动力特性,对旋转叶片动力特性的研究是必要的。叶片在旋转过程中由于重力和离心力的作用,将会产生离心刚化效应,从而改变叶片自身的动力特性。基于空间面的概念,本文应用有限元理论计算了随时间和转速二维坐标变化的叶片节点轴力面和叶片的前三阶自振频率面,同时引入刚化系数的概念,定量地描述了叶片的刚化程度,并给出了频率修正公式,结果分析表明本文采用的方法可以模拟旋转叶片产生离心刚化效应后的动力特性,更准确地反映叶片的实际动力特性。     

脉冲型近断层地震动作用单自由度体系响应分析

近断层前方向性效应地震动含有高幅值,短持时的速度脉冲,与远场地震动相比存在显著差异。本文根据所选取的40条近断层地震波记录,用小波分析方法将原始记录分解为脉冲波部分和高频波部分,对弹性和非弹性单自由度体系进行分析,得出了以下结论:对于弹性体系,大约0.484倍的速度脉冲周期可以作为临界周期,脉冲波部分将对固有周期大于临界周期的结构的响应起主导作用,反之,高频波部分将会产生显著影响;对于非弹性体系,仅仅用等效速度脉冲方法模拟近断层地震动的计算精度将会受到延性系数?的影响,随着延性系数的增加,脉冲波部分满足精度要求的结构固有周期范围将明显缩小,并且向较低周期范围偏移;仅用等效速度脉冲模型来模拟近断层地震动具有一定的局限性。     

渗透压力对重力坝有限元分析的影响研究

针对有限元分析重力坝的应力和抗滑稳定性时,如何正确模拟作用在建基面上的扬压力的问题,通过对有限元法中不同扬压力施加方式对计算结果影响的分析比较,探讨了各自的适用性。采用平面渗流理论,分析了渗透压力对坝体变形、应力分布及抗滑稳定的影响。数值计算结果表明：坝体内渗流场形成后,将扬压力以面力的形式施加在建基面上的方法是不可取的;采用浮重度的方式模拟扬压力的作用,得出结果的可以近似地满足工程精度要求。计算结果还表明,防渗帷幕和排水孔对重力坝的应力、抗滑稳定具有较大的影响。     

局部土体地基的圆锥形黏弹性边界研究

当荷载施加于半空间土体地基的任意圆形自由表面上时,其产生的应力作用范围会随着深度的增加而呈一定比例的扩大。基于此,采用圆锥形黏弹性边界代替传统的圆杆性黏性边界条件来模拟半无限域土体地基是更为合理的。本文根据圆锥形黏弹性边界的基本理论建立的较容易实现的二维有限元求解方程,并分别对单一冲击波在圆锥形黏弹性边界和圆杆形黏性边界的局部域土体地基及无限域土体地基中传播进行分析。结果表明,圆锥形边界局部域地基与无限域地基的位移响应更为一致;因此,圆锥形黏弹性边界在吸收波的反射较传统的圆杆形黏性边界条件更有优势,且更接近波在土体地基中传播的真实本质。     

多点输入随机地震动拱坝-地基体系反应分析

采用等效地基集总参数方法,推导了拱坝－地基体系的简化多点随机输入分析模型,对拱坝－地基动力相互作用体系在多点随机输入地震波作用下的随机响应到进行了分析,并对地基柔度及地震动空间相干性损失对拱坝随机响应的影响进行了讨论。     

饱和混凝土单轴拉伸动态统计损伤本构模型

饱和混凝土中孔隙自由水的存在对材料的力学性能有显著的影响,动态工况中主要表现为自由水的粘性效应,且该效应随细观损伤引起的微裂纹密度的改变而变化。本文结合太沙基“有效应力原理”,建立了饱和混凝土考虑动态应变率效应的单轴拉伸统计损伤模型,将材料宏观力学性能同细观损伤机理有机地结合起来,综合考虑了动态条件下惯性效应和自由水粘性效应的影响,认为材料自身的惯性效应引起材料破坏形态以及细观损伤演化过程的改变;水的粘性效应则调整了混凝土基体的受力状态。通过算例和试验结果比较,表明该模型可预测等应变率加载情况下饱和混凝土材料均匀损伤阶段的动态拉伸本构行为,形象地描述了饱和混凝土材料动态损伤演化机制。     

波浪荷载作用下斜向抗拔桩的承载特性分析

针对浮式海洋结构采用的桩基础,考虑土的循环软化效应,将软土的循环强度与Mohr-Coulomb屈服准则相结合,基于拟静力弹塑性分析建立了循环波浪载荷作用下斜向抗拔桩循环承载性能的计算模型,确定了斜向上载荷作用下抗拔桩的循环承载力,并与单调加载作用下的斜向抗拔桩的极限承载力进行了对比,进一步探讨了桩长、桩径、桩体模量及载荷循环次数等因素对斜向抗拔桩循环承载力的影响。研究结果表明：循环波浪荷载的作用导致了斜向抗拔桩土体循环强度的分布不均匀,从而降低了地基的循环承载力。斜向抗拔桩的动态极限承载力随循环次数的增加而降低,随桩长、桩径及桩体模量的增大而增大。     

浅埋软土地铁车站地震响应数值分析

采用大变形和粘性边界条件,建立土-结构相互作用的二维动力模型,对浅埋软土场地地铁车站地震荷载作用下的动力响应进行数值研究,分析了地铁车站结构的水平相对位移反应和加速度反应,研究了地铁车站结构的埋深对结构地震位移的影响,并对地震作用下对地铁车站结构的内力进行了比较分析,对地铁车站结构的抗震设计提出了一些看法和对策.     

结构-地基动力相互作用时域数值计算模型研究

完全在时域数值分析范畴内，本文对结构一地基动力相互作用系统运动方程进行了深入推导，给出了统一的基本表达形式，简化可获得目前应用的各类主要时域模型。其中，基于结构一地基交界面的位移协调条件及作用力与反作用力平衡方程，推导了动力相互作用分析子结构法模式的时域基本方程。从结构的一般动力平衡方程出发，推导了相互作用直接法模式的基本平衡方程，并基于有限元模型对两类模式间的等价性条件进行了理论验证。     

动力分析中无限地基两种近似方法的应用研究

在结构-地基的动力相互作用分析所提出的众多方法中,无质量地基和黏性边界地基仍然是应用最为广泛的近似方法。针对当前结构-地基动力相互作用分析中地基模型处理中的一些问题,通过结构-地基动力相互作用分析公式的推导以及各变量物理意义的解释,详细阐明了当前考虑地基影响的动力分析中无质量地基和黏性边界地基的概念和应用范围,对当前部分研究中应用这两种地基中存在的问题进行了分析说明,为简化地基动力分析模型提供了思路。