地震作用下超高扬程升船机塔柱结构的鞭梢效应

以金沙江下游白鹤滩水电站拟建升船机工程为例,运用大型有限元分析软件ABAQUS建立包括顶部机房在内的超高扬程升船机塔柱结构模型,采用动力时程法分析了地震作用下塔柱顶部机房的鞭梢效应,并探讨了机房结构布置型式对鞭梢效应的影响。结果表明,塔柱结构前10阶振型以横河向振动、扭转振动和顺河向振动为主;地震作用下顶部机房的动力响应远大于主体塔柱结构;机房的结构布置型式对鞭梢效应影响较大;当主体塔柱和顶部机房结构的刚度和质量差异过大时,顶部机房的鞭梢效应对主体塔柱动力响应的影响较小。     

考虑复杂因素影响的升船机塔柱地震响应分析

以景洪水电站水力浮动式升船机为例,研究升船机高耸塔柱在地震工况下的动力响应及地震响应影响因素。采用时程分析法计算升船机塔柱在三向地震作用下的位移、加速度和应力响应,同时对竖井内水体和塔柱的流固耦合作用、地基辐射阻尼效应及鞭梢效应等因素对塔柱地震响应的影响做了对比分析。结果表明,水力浮动式升船机塔柱结构应力状态复杂,塔柱联系梁、竖井矩形截面四角等部位出现明显的拉应力集中;水体流固耦合模型比竖井无水工况塔柱各高程应力提高了0.4%~12.3%,水体附加质量法较水体流固耦合模型计算结果差别较大;地基辐射阻尼效应等因素对塔柱地震响应的影响显著,在塔柱地震响应分析时应给予重视。     

水电站地面厂房鞭梢效应及抗震分析

以某水电站地面厂房为例,研究了厂房上部结构在地震中的鞭梢效应,探讨了鞭梢效应的成因和机理,根据水电站厂房的几何构造、受力特点和动力特性建立了整体和局部模型,并采用时程分析法对比分析了不同模型在地震中的动力响应。结果表明,从基础传来的地震波经厂房下部结构放大后,对上部结构的地震反应影响显著,而上部结构的鞭梢效应也对下部结构的地震响应有一定的影响。     

景洪水电站升船机塔楼的振动台模型试验

通过对刚性地基升船机塔楼结构的振动台模型试验获得了塔楼结构动力特性和对输入地震波的动力响应,发现结构由水平振动引起的竖向振动明显.通过对比试验结果,分析了竖井内水体与结构相互作用对结构的影响,自振频率下降、阻尼比在不同频段内变化、动力响应减小.试验结果为进一步研究结构-水相互作用的影响提供了对比依据.     

某泄洪水闸上部结构动力响应分析

大量震害表明水闸上部结构是地震作用下易发破坏部位,然而规范并未对其抗震性能作专门要求,众多水闸设计中并未将上部结构与主体结构作为整体分析。以西北某水闸为例,采用动力时程法分别计算了水闸整体结构、下部主体及上部结构的动力响应,对比分析了各个结构的动力响应,探讨了上部结构与下部结构之间的相互作用。结果表明,相比于单独承受地震作用,上部结构和下部结构作为一个整体时,水闸会出现显著的鞭梢效应,且下部结构的地震能量会向上部转移。建议水闸设计时考虑上部结构的影响。     

竖向地震对充水塔楼结构及上部排架系统的影响

以景洪水电站水力式升船机塔楼及上部机房结构振动台模型试验为例,通过有限元软件ADINA中势流体单元分析了水体和结构的相互作用问题,探讨了竖向地震激励对充水塔楼结构及上部机房的影响.结果表明,竖向地震动可致此类有限空间内动水压力有所增加而对系统动力响应影响轻微,可为类似结构的抗震设计提供参考依据.     

高闸墩及其上部附属结构地震响应分析

鉴于我国对上部附属结构抗震研究较少,规范中也未专门提及,由此导致设计人员进行等效静力计算时带有一定的随意性和经验性。借助有限元软件ADINA,利用动力时程分析法计算了西北地区某水电站的闸墩和框架结构,并通过各结构的动力特性和不同工况下的响应特点,探讨了地震作用下结构之间的耦联作用。结果表明,在地震作用时,质量和刚度沿竖向均存在明显突变的高闸墩和框架结构易产生类鞭梢效应的结构破坏,设计时应引起格外重视。     

深层隧道竖井流激振动响应分析

针对某深隧工程中竖井结构因受水流脉动压力产生的流激振动响应问题,采用物理模型-数值计算联合方法构建竖井消能工三维有限元模型,通过对竖井消能工的流固耦合有限元计算,得出竖井消能工在不同流量工况下的自振特性,将试验测得脉动压力进行频谱分析得到优势频率,并与自振特性进行对比分析;采用随机振动法算出水流脉动压力作用下的动力响应,通过对比不同厚度的消能工台阶动力响应结果确定最优尺寸。结果表明,推荐方案竖井体型与水流发生共振的可能性不大,且振动量微小,因此从经济角度可考虑适当减小消能工台阶厚度。     

排架支撑式渡槽排架损伤下地震响应分析

以洗耳河渡槽为例,以弹塑性梁单元模拟排架,采用有限体积法、ALE及二阶迎风格式模拟槽内水体,建立了二维槽—水耦合体,分析了横向地震作用下的排架损伤下渡槽动力非线性响应,并与线弹性梁单元模拟排架的分析结果进行对比。结果表明,在所选地震波横向作用下,排架发生损伤造成了刚度下降、结构振动周期延长,从而逼近水体的一阶晃动周期,引起了槽—水耦合体内水体的大幅晃动;排架损伤后槽底水平位移增大而水平加速度减小,槽内水体作用于槽体底部的动水压力、倾覆力矩、倾覆力减小。     

地震荷载作用下海上电气平台动力模型实验

基于水弹性相似律,完成相似比尺为1∶30的海上电气平台结构动力实验模型的设计。以实测地震动和人工合成地震动作为激励,开展不同地震波作用下的结构动力模型实验。运用ANSYS开展地震荷载作用下的结构动力时程响应分析。通过实验数据与有限元结果的分析对比得出,在较小地震荷载作用下,结构反应极值与地震峰值加速度之间表现为线性关系。随着地震峰值加速度的增加,水-结构的非线性效应不断增强,导致结构反应极值呈现出非线性变化趋势。因此在极端地震荷载作用下,水-结构的非线性影响不可忽略。由结构的频域反应可知,结构的频域响应与结构自身的动力特性和激励地震波的频谱特性密切相关。     

基于进气相位及进排气管的发动机动力性能优化设计

利用实验进行优化设计是现代设计方法之一。本文介绍了从进气晚关角及进排气的动态效应几方面着手，不断改进发动机的配气相位以及进排气系统，使发动机的实际性能曲线逐步接近计算机仿真曲线。     

集装箱式静音发电机组机房结构设计

本文介绍了集装箱式静音发电机组机房的设计过程,对集装箱式机房结构进行了详细的介绍与分析：利用＂PRO/MECHANICA Structure结构分析模块＂对机房结构强度进行了校核,并介绍了机房通风、降噪方案,通过计算对上述方案进行了校验。通过以上分析及计算,论证了该静音机房结构的正确性、合理性。     

电控汽油机改燃液化石油气的试验研究

将电控汽油机改装为汽油/LPG两用燃料发动机,本文介绍了其电控系统结构与控制功能,并在发动机实验台架上进行了实验研究。实验表明,电控汽油/LPG两用燃料发动机在基本保持原机动力性的基础上,具有良好的经济性和排放性能。     

基于BEM的发动机油底壳表面辐射噪声预测

在发动机油底壳动态特性分析的基础上,采用BEM(边界元法)对油底壳表面进行了噪声预测.在预测的过程中发现中部底板产生最大激励响应.通过预测结果与实验结果比较,表明采用边.界元法预测结构表面的辐射噪声,具有较高可靠性,而且润滑油的耦合作用对油底壳声功率级的影响不可忽略.     

水电站进水塔结构抗震性能评估

水电站泄洪洞进水塔作为地下隧洞的首部结构,其安全性关系到整个水电站的安全和效益。采用大型三维有限元程序ANSYS对某水电站泄洪洞进水塔结构进行了抗震分析,计算分析了进水塔结构的自振特性,通过反应谱法计算了在顺水流方向、垂直水流方向和竖直方向地震共同作用下进水塔结构的动位移、动应力分布等动力响应情况,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,评估了进水塔结构抗震性能。结果表明,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但其抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施以确保塔体结构的安全。     

由机体结构设计减小表面振动响应

本文利用所建立的机体动态分析有限元模型，分析计算了机体的动态特性，并得到了试验的验证。通过改变机体表面局部刚度，对减小机体表面振动响应的几种方法进行了探讨。阐述了曲面机体结构对振动响应的影响，为设计低噪声机体提供了设计方法和参考依据。     

发动机动态试验台混合模拟方法的仿真研究

在借鉴国外发动机动态试验台的基础上,采用混合模拟的方法,利用国产电涡流测功器自行开发适合我国国情的发动机动态试验台。中设计了发动机动态试验台混合模拟的方案,介绍了控制系统的组成,论述了该试验台的加载控制原理,确定了试验台的控制方法和控制策略。最后以上海Ｓａｎｔａｎａ２０００轿车为例,对其完成ＥＣＥ１５工况和美国ＬＡ４－ＣＨ工况进行了仿真模拟,并与底盘测功器的实测车速轨迹进行了对比。     

柴油机可变喷嘴增压器控制逻辑设计与参数标定

为了满足排放法规、提高发动机的效率和加快动态充气的响应,针对配置可变喷嘴涡轮增压器（VNT）的轻型卡车柴油机,设计了增压压力控制逻辑。控制器根据发动机转速和喷油量查询增压压力脉谱（MAP）,确定目标增压压力。采用开环预控制和闭环PID控制相结合的控制结构对增压压力进行控制,并通过排放试验标定了增压压力基本MAP、预控制MAP和PID参数因子MAP。发动机试验台上的实际控制试验结果表明,发动机实际的增压压力能够有效跟踪设定值,控制误差不超过8％。