考虑环形基础及土壤刚度时双曲冷却塔的动力特性

近年来,已有许多关于双曲冷却塔动力特性的文章.但塔壳的底部都是固定的,或者将其离散支柱系统考虑为弹性边界条件.本文将双曲冷却塔的离散柱支承系统处理为一个等效的壳体单元,同时考虑双曲冷却塔的环形基础及土壤刚度,使用解析法与半解析有限元法相结合计算了完整的双曲冷却塔系统的动力特性.其自然频率比不考虑环形基础和土壤刚度时略低一些,而冷却塔的振形则变化较大。     

基础的局部沉陷对自然通风冷却塔应力的影响

本文讨论了由于基础的局部沉陷而引起的自然通风冷却塔的应力。对于自然通风冷却塔，采用了文献［１］的高精度环壳单元。对于离散支承，采用了梁单元，按循环对称结构处理。运用最小方差拟合得到了沿环向沉陷值的富氏系数，用这些系数作为旋转壳、支柱整体第一次计算的未边界条件。为了得到支承附近的应力进行了二次计算￣［１］．数值分析的例子表明本文运用的方法对设计是有用的。     

双曲冷却塔与土壤相互作用时的随机阵风响应

本文在文[6]的基础上,应用随机振动的谱分析法和全尺寸风压的实测数据,分析了双曲冷却塔壳-支承系统-基础-无限域土壤这一完整系统的随机阵风响应,得到壳体和环形基础的阵风响应因子。文中考虑了不同类型的土壤和风压相关性等因素对阵风响应因子的影响,并给出数值计算结果。     

加肋和离散支承旋转壳的应力计算

本文用有限元法研究了加肋和复合材料弹性旋转薄壳的静力问题。分别考虑了密集肋与离散环向肋两种情形。对于密集肋,计入了肋的偏心影响,将此类问题简化为各向异性壳的静力问题。对于离散环肋,准确处理了肋和壳的耦合。考虑了旋转壳离散支承对应力分布的影响。为了得到支承附近的真实应力,进行了二次计算。多数算例与分析解做了比较,说明本文所提供的方法和程序是可靠的。     

用配点法计算受轴对称分布荷载的球面扁薄圆壳的非线性稳定

本文以幂函数为试函数,用配点法计算扁球壳的非线性稳定。考虑了固定夹紧、可移夹紧、铰支承及简单支承等四种边界条件。荷载采用了多项式型的分布荷载及均布边缘力矩。本文的部份结果同摄动法的结果作了比较。     

以薄膜理论为基础的锥壳极限分析

本文研究了锥壳在受均布内压作用时极限分析的一个途径.以薄膜理论的极限载荷为基础,考虑了锥壳的实际支承条件而进行了弯曲效应的修正.同时,利用薄壳的特征值作为小参数,得到了非常简单的理论近似公式 其中σ_T为材料屈服极限,h为壳厚,α为底周半径,r为半锥角;α=1.45或1.65,分别相当于底周支承情况为不可移简支或为嵌固的情况.同实验资料进行比较,理论结果同实验数据符合情况良好.     

高耸结构的耦联阵风响应

在考虑气固耦联作用基础上研究了高耸细长结构和高耸双曲冷却塔的阵风响应:对前者应用Morison分析法确定风压,导出了适于工程应用的耦联风振系数计算式,通过与Davenport非耦联线性风振理论比较发现耦联作用对其阵风响应的影响不容忽视;对后者应用势流理论导出了塔壳广义振动微分方程中体现气固耦联作用的参量的计算式,并根据量级分析和实例计算表明耦联作用对其阵风响应影响很小,从而为冷却塔塔壳抗风设计和研究提供了可不考虑气固耦联作用的依据。     

航空发动机整机耦合动力学模型及振动分析

面向航空发动机整机振动, 建立了航空发动机转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型. 该模型具有如下特点: (1)考虑转子、滚动轴承及机匣之间的耦合作用; (2)考虑了实际航空发动机的弹性支承及挤压油膜阻尼效应; (3)将转子考虑为等截面自由欧拉梁模型, 运用模态截断法进行分析; (4)考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(Varyingcompliance)振动; (5)考虑了转子与机匣之间的碰摩故障. 运用数值积分方法研究了航空发动机的整机振动规律, 包括: 滚动轴承VC振动分析、弹性支承刚度对耦合系统临界转速的影响、转轴模态截断阶数NM对系统响应的影响分析、挤压油膜阻尼器参数对系统响应的影响分析、突加不平衡的瞬态响应分析以及转静碰摩故障特性分析等.      

轨下支承失效对直线轨道动态响应的影响

建立了基于Timoshenko梁模型的车辆/轨道耦合动力学模型,分析轨下支承失效对直线轨道动态响应的影响. 钢轨被视为连续弹性离散点支承上的无限长Timoshenko梁,通过假设轨道系统刚度沿纵向分布发生突变来模拟轨下支承失效状态. 推导了考虑钢轨横向、垂向和扭转运动的轮轨滚动接触蠕滑率计算公式. 利用Hertz法向接触理论和沈氏蠕滑理论计算轮轨法向力及轮轨滚动接触蠕滑力. 采用移动轨下支承模型的车辆/轨道耦合系统激振模式,考虑轨枕离散支承对系统动力响应的影响. 通过新型显式积分法求解车辆/轨道耦合动力学系统运动方程,由数值分析计算得到不同轨下支承失效状态下直线轨道的动态响应. 结果表明,轨下支承失效对直线轨道变形及加速度有显著的影响,随着失效轨下支承个数的增加,轮轨相互作用力和轨道部件的位移、加速度将会急剧增大,将加速失效区段线路状况的恶化.      

同轴圆柱壳流固耦合附加质量研究

论文根据堆本体内窄间隙同轴设备支承筒的结构特征、边界条件和窄间隙环腔内流体流速,将结构简化为一端固定一端自由的同轴圆柱壳,将圆柱壳内外的流体简化为无旋、无黏、不可压缩流体.同轴圆柱壳通过流体压力场实现耦合,其径向位移模态决定了窄间隙流体域的压力场,故采用级数形式的圆柱壳径向正交位移模态构建既满足一端固定一端自由边界条件...     

钢筋凝混土壳体的非线性分析

本文采用有限元数值方法,分析计算了大型钢筋混凝土壳的几何、物理非线性静力问题。对非线性方程组的求解,文中提出了一种将载荷增量和位移增量相结合的合理方法,保证了在临界点附近迭代法的收敛性。最后,文中通过对实际双曲冷却塔壳的分析,得到了一些对实际工程设计具有指导意义的有益结论。     

钢筋混凝土壳体的非线性分析

本文采用有限元数值方法，分析计算了大型钢筋混凝土壳的几何、物理非线性静力问题，对非线性方程组的求解，文中提出了一种将载荷增量和位移增量相结合的合理方法，保证了在临界点附近迭代法的收敛性，最后，文中通过对实际双曲冷却塔壳的分析，得到了一些对实际工程设计具有指导意义的有益结论。     

圆錐壳极限承载能力的实验和计算

本文用理論計算和模型实驗相結合的方法,研究了圆錐壳的极限承載能力。所考虑的載荷情况有两种:(一)錐壳頂端的軸向集中載荷P。(二)均勻法向內压力p。錐壳底周的支承情况分为径向可移和不可移两种情况。 首先通过若干模型(包括塑料、低炭鋼和石膏模型)实驗,研究了錐壳在上述两种載荷作用下,进入极限状态的几伺和力学方面的規律。在这基础上,按前一工作的能量法,提出一套实用的計算錐壳极限承載能力的計算公式。     

随机参数冷却塔的随机特征值样条子域随机摄动分析

文「１」曾提出了用于旋转壳分析的广义样条子域法，本文基于这一方法进一步建立了带有随机参数冷却塔的特征值摄动分析公式。并着重讨论了特征值关于冷却塔边界支撑随机参数的统一特性。其中，冷却塔的实际支撑体系用弹簧约束模拟，且利用变形能等效原则将两个主曲率线方向的弹簧约束系数用实际支撑体系的腾参数表示、弹簧约束通过一个广义样条环域与主体的主体结构相联结。     

钢丝绳绳圈张力系数

本文把矿井提升机卷筒视为有限长且具有端部刚性支承的圆柱壳，根据本文所提计算原则，导出了不同支承方式的筒壳上所缠绕的钢丝绳绳圈张力系数的较精确的计算公式     

基于区域分解的薄壁回转壳自由振动分析

提出了一种区域分解法来分析不同组合边界条件的薄壁回转壳的自由振动.首先沿壳体母线方向将壳体分解为一些自由壳段,并采用广义变分和最小二乘加权残值法将壳体分区界面上的位移协调方程引入到壳体的势能泛函中;然后将壳段位移变量以Fourier级数和Chebyshev多项式展开,对总的势能泛函变分后得到回转壳的离散动力学方程.采用区域分解法分析了不同边界条件的圆柱壳、圆锥壳、抛物壳的自由振动,并将计算结果与其它文献值及 ANSYS 结果对比,结果表明:随着回转壳分区数目的增大,区域分解法计算出的壳体频率很快收敛;本文结果与其它方法计算结果非常吻合(相对误差不超过0.4%).采用该方法可高效计算不同组合边界条件回转壳体的低阶和高阶振动频率.     

旋转壳局部几何缺陷对其系统固有频率的影响

本文提出了分析具有几何缺陷旋转壳动力特性的初位移法,利用本方法本文对一般几何缺陷的动力影响进行了分析,並对轴对称几何缺陷的问题进行了计算。计算中考虑了两种边界条件:一种是固定支承的;一种是弹性支承的。结果表明,对于本文的特定问题,壳体局部几何缺陷使系统的基频升高。     

动网格模拟风振对超大瘦高型冷却塔风荷载的影响

利用Fluent软件对超大瘦高型冷却塔的风荷载进行了CFD数值模拟,获得冷却塔外表面的三维流场特性和风压系数分布曲线,并与规范数据进行比较,以验证数值模拟的准确性;利用CFD动网格研究风振条件下冷却塔内外壁的风压分布。结果表明:考虑风振特性后,冷却塔外壁风压呈现增大的趋势,最大负压位置即流动分离点在考虑风振时产生了滞后;对于本文研究的上下开口结构而言,在考虑风振作用后内部风压系数的绝对值整体偏大,且内部高压区的位置发生了变化;不考虑风振时内部风压高压区发生在接近塔底的区域,而考虑风振特性后,内部风压高压区发生在接近塔顶的区域。这说明风振在一定程度上改变了冷却塔内部风压的分布。     

大型冷却塔的风致振动响应数值分析

风荷载是大型冷却塔建筑设计的主要荷载之一,通过风振时域分析可以全面地了解塔身的风振响应特性。本文探讨了采用线性滤波法中的自回归模型(auto-regressive,AR)模拟大型冷却塔风致振动响应的数值方法。首先根据AR模型,基于随机模拟方法,计算冷却塔表面不同高度的随机脉动风压。通过将随机脉动风压和平均风压作为冷却塔表面的外载,采用有限元分析软件计算某冷却塔的风致振动响应。结果表明,基于随机脉动风荷载模拟的数值计算方法,能正确反映冷却塔塔身的风振响应。该方法特别适用于冷却塔高度超出规范要求的情况下,评估冷却塔的风振响应。     

三维退化的壳理论和假定应变的壳单元

本文将Reissner-Mindlin板理论推广到空间曲壳结构,可称为Reissner-Mindlin型壳理论。从这种理论出发,可直接导出C(0)连续的壳体单元,即考虑横向剪切变型的影向的壳体单元,这种单元在国外已被广泛地采用,为克服这种单元在应用中所出现的剪切和膜的锁制现象同时又防止出现任何零能模式,作者提出了一种采用假定应变的新的壳单元公式,并对这种单元进行了广泛的数值试验,结果表明这种单元具有较高的精度和良好的性能。