基于等损伤的主余震序列型地震动PGA放大系数谱研究

大地震发生后往往会伴随强余震发生,强烈余震会加重结构的破坏程度,在抗震设计及结构损伤评估中考虑余震的影响是一重要课题。采用NGA-West2数据库建立主余震序列型地震动记录数据集,基于损伤等效思想定义主余震作用下PGA放大系数α,针对单自由度体系结构,通过动力时程分析建立不同相对强度、不同场地条件下平均PGA放大系数谱,进一步通过回归分析构建PGA放大系数谱的预测方程,分析统计结果的离散性。结果表明：PGA放大系数谱受场地条件影响较小,受主余震相对强度影响显著;放大系数谱值随周期增大而减小。谱预测方程能够提供目标损伤下结构的主震PGA放大需求,并可以作为设计谱调整系数使用,以实现在结构抗震设计及结构损伤评估中考虑余震的影响。     

聚焦波作用下立柱高阶波浪力特性研究

以方形立柱作为研究对象,对其在聚焦波作用下的波浪力特性进行研究。研究主要基于计算流体力学数值方法,对聚焦波作用下方形立柱在固定、单自由度纵荡、单自由度垂荡三种运动状态下所受波浪力进行研究。利用phase-inversion逆相位分解方法对其高阶力特性进行分析。首先对聚焦波生成方法、数值计算方法与参数设置进行简要介绍,其次展示了三种运动状态下立柱在聚焦波作用下所受波浪力,并对其进行分析,最后利用phase-inversion逆相位分解方法获得高阶波浪力成分并对其载荷特性进行分析讨论。研究发现逆相位分解方法可以有效分离波浪力高阶成分,不同运动状态下立柱所受波浪力会有显著不同。     

一种八推进器水下机器人动力学分析

随着对水下机器人研究的逐步深入,其运动能力已由早期单纯的平动逐步强化为有多个自由度的空间运动,对其进行动力学研究是进行其它方面能力研究的基础。为研究多自由度水下机器人的运动,对某型八推进器水下机器人进行了动力学方程建模,得出了其在6个自由度上的运动方程,在此基础上,对其进行了运动仿真及性能分析,得到了该型水下机器人在6个自由度上的运动性能。通过仿真计算的结果,可以直观地了解其运动能力。     

Physical Modeling and Parametric Study on Two-Degree-of-Freedom VIV of A Cylinder near Rigid Wall

Unlike most previous studies on the transverse vortex-induced vibration(VIV) of a cylinder mainly under the wallfree condition (Williamson & Govardhan,2004),this paper experimentally investigates the vortex-induced vibration of a cylinder with two degrees of freedom near a rigid wall exposed to steady flow.The amplitude and frequency responses of the cylinder are discussed.The lee wake flow patterns of the cylinder undergoing VIV were visualized by employing the hydrogen bubble technique.The effects of the gap-to-diameter ratio (e0/D) and the mass ratio on the vibration amplitude and frequency are analyzed.Comparisons of VIV response of the cylinder are made between one degree (only transverse) and two degrees of freedom (streamwise and transverse) and those between the present study and previous ones.The experimental observation indicates that there are two types of streamwise vibration,i.e.the first streamwise vibration (FSV) with small amplitude and the second streamwise vibration (SSV) which coexists with transverse vibration.The vortex shedding pattem for the FSV is approximately symmetric and that for the SSV is alternate.The first streamwise vibration tends to disappear with the decrease of e0/D.For the case of large gap-to-diameter ratios (e.g.e0/D = 0.54～1.58),the maximum amplitudes of the second streamwise vibration and transverse one increase with the increasing gapto-diameter ratio.But for the case of small gap-to-diameter ratios (e.g.e0/D = 0.16,0.23),the vibration amplitude of the cylinder increases slowly at the initial stage (i.e.at small reduced velocity V,),and across the maximum amplitude it decreases quickly at the last stage (i.e.at large Vr).Within the range ofthe examined small mass ratio (m＜4),both streamwise and transverse vibration amplitude of the cylinder decrease with the increase of mass ratio for the fixed value of V,.The vibration range (in terms of Vr ) tends to widen with the decrease of the mass ratio.In the second streamwise vibration region,the vibration frequency of the cylinder with a small mass ratio (e.g.mx = 1.44) undergoes a jump at a certain Vr,.The maximum amplitudes of the transverse vibration for two-degree-of-freedom case is larger than that for one-degree-of-freedom case,but the transverse vibration frequency of the cylinder with two degrees of freedom is lower than that with one degree of freedom (transverse).     

某核电站基岩阻尼特性的实验研究

本文采用“自由振动法”,设计了一个等效单自由度振动体系,对某核电站基岩的阻尼特性进行了实验研究。通过对实验结果的整理、分析,得到了基岩阻尼系数C不是常数,而是与频率有关的结论。从而揭示了阻尼系数C的非线性性质,这对进一步研究岩石动态本构方程具有意义。同时,文中给出的阻尼系数C的数据,对工程设计也具有参考价值。     

非接触式海洋模拟平台测量技术研究

针对海洋模拟平台接触式测量方法精度低的问题,提出了适用于"海洋移动式平台"水池模型试验的非接触式测量方法并详细阐述了实时异步触发同步抓取图像功能的实现及两步法标定过程.该方法基于机器视觉原理使用双 CCD 进行平台的运动监测,利用标定内外参数来重构物体空间坐标,并由此分解浮体六自由度运动的信息.最后给出了测试结果.结果表明:所提算法在分析精度方面有了较大的提高.     

基于复振型分解的多自由度非线性体系动力可靠性研究

提出了基于复模态理论的多自由度非线性体系动力可靠性分析方法。该方法首先采用等效线性化的方法处理体系的非线性问题,然后采用复模态分析处理非经典的等效线性阻尼矩阵,将具有非经典阻尼的等效多自由度线性体系按复振型分解,将多自由度体系的随机反应分解为一系列一阶体系的复模态反应,从而求得体系的随机反应,最后进行体系的动力可靠度计算。通过算例验证,表明该方法概念明确、思路清晰,为一般多自由度非线性体系提供了一个普遍适用的动力可靠性分析方法。     

层状地基土双自由度集总参数模型的参数识别

在土-结构的动力相互作用简化分析中,常采用双自由度集中参数模型简化土层.这种模型适合各向同性的单一土层,而实际工程场地的地基土多是各向异性的成层土层.为了将这一模型应用于此类土层,本文根据实际地震动记录,提出了一种变阻尼最小二乘反分析方法,可用来识别模型中的各个参数值.文中提出的方法具有适用范围广、计算精度较高的优点,并已通过编制FORTRAN程序加以实施和应用.     

用惯性力求解结构的自振频率

基于多自由度体系的惯性力方程,把最大惯性力加到体系质点位置,以此受力为依据,求出质点处的位移。根据各质点处位移变形协调条件,得出各质点处位移的相互关系,进而求出结构中质量的自振频率。此法对求解多自由度体系的自由振动,与传统方法相比具有方法简便、便于掌握等特点。     

潜器在冲击载荷下的运动和控制研究

潜器在水下发射火箭时会产生复杂的运动变化,对其研究很有实际意义。参照格特勒运动方程,建立潜器运动的非线性数学模型。导入实验模型的参数,对其六自由度基本运动进行了仿真,并与水池实验结果相比较,验证了仿真模型的有效性。导入发射火箭时潜器受到的完整载荷,计算分析了不同航速下潜器的运动响应和运动控制。结果表明,发射载荷对潜器运动将产生较长时间的显著影响,包括速度损失、升沉运动和纵倾角振荡。航速越小,运动变化越大,恢复所需时间越长,控制越困难。