核电结构土-结相互作用分析分区混合计算方法

土-结构相互作用分析是核电结构进行抗震设计和安全评估的重要环节.在核电结构的土-结相互作用分析中,阻尼和非线性是影响结构反应的重要因素. 若采用频域分析,可以方便考虑阻尼,但需通过等效线性化来考虑非线性,不适合于强震作用下的土体非线性.若采用时域分析的逐步积分方法,适合于考虑非线性,但材料阻尼一般采用瑞利阻尼模型,除了紧靠指定阻尼比的少数几个振型外,其他振型的反应将受到瑞利阻尼模型所确定的大阻尼所抑制,造成地震反应与真实情形有较大差异.若采用时域分析的模态叠加法,可合理计入阻尼效应,但模态叠加法不能考虑非线性.因此,如何合理考虑阻尼和非线性是核电结构土-结相互作用分析需要关注的问题.基于此,本文提出一种模态叠加和时步积分结合的土-结相互作用分区算法.其中,出于安全性考虑,地震作用下核电主体结构一般不允许进入非线性,因此结构可采用模态叠加方法,以便合理考虑结构阻尼;土体和基础采用显式时步积分法,可考虑土体非线性;通过人工边界条件考虑无限域的影响 (辐射阻尼).通过简单算例对该方法进行了验证,并用于CAP1400核电结构的土-结相互作用分析中,对比分析了采用模态阻尼和瑞利阻尼时核电结构和场地反应的差异,结果表明结构阻尼模型对场地的反应影响不大,但对结构反应影响明显,在实际工程中应合理选取阻尼模型.      

三维空间中带非线性阻尼项的等熵欧拉方程组轴对称解的爆破

研究了三维空间中带非线性阻尼项的可压缩等熵欧拉方程组Dirichlet初边值问题.采用泛函方法,定义几种不同的泛函,当初始速度足够大时分别得到了经典解在某一时间内必定爆破的结论.由于出现了非线性阻尼项,较之线性阻尼的情形,经典解爆破的难度随之增加.     

具有弹性支座杆件的动力稳定性研究

研究了杆件具有弹性支座时直杆的动力稳定性问题，推导出了杆件的临界频率和动力不稳定边界，分析了弹簧刚度和阻尼对杆件动力稳定性的影响，研究表明杆件的侧向刚度愈大其结构的动力稳定性愈好，阻尼对杆的振动起有利作用，并提出了在实际工程中减小杆件振动的一些措施．     

复合纤维增强混凝土阻尼测试装置开发与试验研究

纤维与聚合物的掺入可以明显改善混凝土材料的阻尼性能。本文首先给出了正弦交变激励下粘弹性材料三点弯曲梁阻尼特性关系,其次首次自主开发了大尺寸材料的阻尼性能测试装置,然后利用开发的装置在频率(0.5~2.0Hz)条件下测定了6种不同配比复合纤维增强阻尼混凝土的损耗因子与储存模量,最后对纤维的阻尼增强机理进行了初步探讨。试验结果表明:复合纤维增强阻尼混凝土与素混凝土相比,提高了混凝土的损耗因子80%~200%。主要原因是聚合物分子在外力作用下的内耗增加了普通混凝土的阻尼能力,而纤维的阻尼增强机理在于纤维的掺入增加了纤维与水泥基材的界面摩擦力。     

DAMPING OF VERTICALLY EXCITED SURFACE WAVE IN WEAKLY VISCOUS FLUID

In a vertically oscillating circular cylindrical container, singular perturbation theory of two-time scale expansions is developed in weakly viscous fluids to investigate the motion of single free surface standing wave by linearizing the Navier-Stokes equation. The fluid field is divided into an outer potential flow region and an inner boundary layer region. The solutions of both two regions are obtained and a linear amplitude equation incorporating damping term and external excitation is derived. The condition to appear stable surface wave is obtained and the critical curve is determined. In addition, an analytical expression of damping coefficient is determined. Finally, the dispersion relation, which has been derived from the inviscid fluid approximation, is modified by adding linear damping. It is found that the modified results are reasonably closer to experimental results than former theory. Result shows that when forcing frequency is low, the viscosity of the fluid is prominent for the mode selection. However, when forcing frequency is high, the surface tension of the fluid is prominent.     

阻尼介质对塑性薄壳的影响的近似解法

本文针对承受均布冲击侧压的固支圆柱壳,联合应用拉普拉斯变换和最小二乘法求解阻尼介质对其塑性动力响应的影响,并对计算结果进行了讨论.当阻尼系数 r→0时,文中结果与无阻尼情况一致.根据计算结果,画出阻尼介质对壳体运动时间及中央面最终挠度的影响曲线,结果较合理.     

电磁约束阻尼层结构振动主动控制研究

基于弹性、粘弹性、电磁学理论,应用Hamilton原理,导出了覆盖电磁约束层阻尼(EMCLD)主动控制方式的梁的控制方程,并针对覆盖EMCLD的悬臂梁,进行了主动控制仿真模拟,得到了较好的控制效果,分析了控制电流和阻尼层厚度对控制效果的影响.结果表明电磁约束阻尼技术具有结构简单、作动方式合理、耗能低的优点,是一种有效的振动主动控制方式.     

复模态理论在近海平台中的应用

运用复模态理论对考虑海洋平台结构与流体相互作用而引起的非经典阻尼问题进行了理论分析。水中耦合阻尼矩阵运用复模态解法，可以不必近似对角化。推导了随机波浪荷载作用下结构各种反应的能量谱密度函数及结构反应的统计特性，得到了结构反应的均方差和峰值的表达式。针对某典型平台在随机波浪荷载作用下动力反应用复模态法进行了计算并与运用实模态方法多重叠代方法的结果进行了比较。     

金属阻尼性能测试方法的现状与发展

阻尼金属正成为减振降噪的首选方案之一，而阻尼性能测试结果可比性差已经成为制约高阻尼金属材料发展的一个“瓶颈”问题。由于自由衰减速率，共振峰宽度和应力一应变相位差都能够反映金属材料的阻尼性能高低，阻尼测试方法较多。本文论述了表征金属材料阻尼性能的物理量，并分析了由于设备，测试方法和试验参数不同可能引入的系统误差。介绍了弯曲共振装置，扭摆仪和DNFFA动态热机械分析仪等三种主要测试设备的原理和特点。文中还对测试设备和方法存在的系统误差，阻尼性能参数之间的换算以及金属材料阻尼性能的综合评价等若干问题进行了探讨，并对进一步完善和规范金属阻尼性能测试方法提出了建议。     

刚柔耦合建模理论的实验验证

传统的混合坐标建模理论是零次近似方法，对刚柔耦合问题的描述存在缺陷，研究以一个由中心刚体，柔性梁及末端质量组成的刚柔耦合系统对象，建立了精确的一次近似的刚柔耦合动力学方程，在该模型中计及了结构阻尼及风阻的影响，利用单轴气浮台动力学实验平台，通过与实验数据的比较，说明了传统零次近似方法在某些条件下已不能下确描述柔性的刚性正确性和可靠性。