非平稳地震激励下结构动力可靠性方法对比研究

针对结构在非平稳随机激励下的动力可靠性问题,基于首次超越理论,现有的动力可靠性计算方法分为两类:基于跨越率的方法与基于极值的方法。基于跨越率的方法将动力可靠性表示为跨越率的函数,并采用虚拟激励法对非平稳随机激励下结构随机响应进行计算;而基于极值的方法的通过对响应极值的不确定性进行量化,采用子集模拟获得响应极值的概率分布来估计动力可靠性。通过数值算例,对比研究了两种方法在非平稳随机过程频谱特征和响应阈值两种因素变化下的计算精度,结果表明,基于跨越率的方法受到显著影响,而基于极值的方法始终保持较高的计算精度。     

多维地震作用下的虚拟激励法

在大连理工大学的林家浩教授提出的虚拟激励法基础上,推导出结构在双向水平和扭转地震同时作用下的多维虚拟激励法理论公式,证明了它与传统的CQC级数公式的一致性,验证了多维虚拟激励法在理论上是精确的。多维虚拟激励法自动包含了各参振振型间的耦合项的影响,与常规的方法相比不仅精度高而且计算效率高,而且采用虚拟激励法进行编程计算还有着许多其他随机振动分析方法不可比拟的优点。     

车辆-桥梁耦合系统垂向振动的随机分析

研究车桥耦合系统在轨道高低不平顺激励下的垂向平稳随机振动。车辆采用二系悬挂6个自由度的4轴客车空间模型,桥梁采用空间梁单元模型,轨道不平顺假设为多点异相位平稳随机激励。采用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列的简谐荷载形式。运用分离迭代法求解车桥耦合系统振动方程。分别采用虚拟激励法和Monte Carlo法对单跨33.3m简支梁进行随机振动分析,验证了方法的正确性。最后,以1列火车通过单跨33.3m简支梁为例,研究了车桥时变耦合系统的垂向随机动力特性。     

设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统非均匀非平稳地震响应分析

针对设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统,结合虚拟激励法,构建了均匀与非均匀非平稳地震响应的数值分析方法。首先,构造设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统,通过扩阶方法建立结构动力方程;然后基于高效的虚拟激励法,获得了非均匀精细积分较一般精确格式;最后解出广义Maxwell阻尼耗能系统的均匀与非均匀非平稳地震响应方差。通过算例验证本文方法的正确性,该方法具有应用范围广、效率高、工程应用强的特点,为黏弹性阻尼耗能系统在非均匀非平稳地震激励下的响应分析提供了方法。     

高层建筑风振计算的虚拟激励法

对传统的虚拟激励方法进行改进,以某高层建筑为工程背景,以风洞试验数据为基础,进行高层建筑风振响应计算,并与模态叠加法的计算结果进行比较分析,结果表明改进的虚拟激励法应用于高层建筑的风振分析,计算精度满足要求。     

平稳非高斯激励下线性结构响应统计量的#br# 高阶虚拟激励法#br#

相比于经典随机振动理论的日益成熟,尤其是虚拟激励法的提出所引起的效率提升,非高斯激励下的结构随机振动分析仍具有相当大的挑战性。为此,文章针对平稳非高斯激励下线性结构响应的高阶统计量展开研究,力图发展切实可行的高效分析方法。首先,基于振型叠加法,推导多自由度线性结构响应的高阶矩的解析表达式,并经由Fourier变换获得高阶矩谱的解答,即完全高次组合方法。其次,借鉴常规虚拟激励法的思路,提出适用于高阶矩谱分析的高阶虚拟激励法,而传统的虚拟激励法则是建议方法的一个特例。对比分析可以发现：高阶虚拟激励法不仅具有计算方案选择上的多样性,在计算效率方面更具有显著的优势。     

浅谈随机振动抗震理论演变

笔者对随机振动抗震理论进行了分析,随机振动理论上是精确的方法,其计算结果自动包含了模态之间的耦合效应。一直以来,对结构抗震随机振动分析方法的研究主要集中在地震动随机过程的模拟、高效精确的计算方法和分析结果应用等方面。在此基础上提出了随机振动虚拟激励法,随机振动虚拟激励法的实质是将平稳随机振动分析转化为简谐振动分析,将非平稳随机振动分析转化为确定性的时间历程分析。     

虚拟激励法与圆拱屋盖结构的风致响应分析

虚拟激励法自发表以来就引起了学术界和工程界的较大关注。本文给出了比虚拟激励法更为实用的矩阵运算法的推导过程,它所获得的公式和参数都与广义刚度、广义力等概念挂钩,非常便于实验测量和计算分析,而且物理概念清晰,最后将该法运用到圆拱屋盖结构的风致响应计算中,其估算结果比传统SRSS方法更为合理。     

基于本征-虚拟激励法的大跨钢结构风振响应分析

风荷载在复杂钢结构的整体提升施工过程中起到控制作用,而提升状态下的结构力学性能与其他阶段完全不同,建立精确的数值模型与分析方法对合理确定提升状态下的结构风振响应非常必要.本文建立了整体结构提升状态下的数值模型,利用非线性弹簧单元模拟拉索对提升区的水平约束作用,并对其进行模态分析,结果显示该模型与实际结构的力学性能相吻合.将本征正交分解法与虚拟激励法相结合,提出了本征-虚拟激励法.对风速互功率谱进行正交分解,得到可代表随机脉动风场的特征荷载向量;通过对有限元软件ANSYS进行二次开发,将其用于实际工程的提升状态风振响应分析.将计算结果与虚拟激励法进行对比分析,结果表明,该方法在大大减少计算代价的同时,计算结果与虚拟激励法完全相符.     

基于振型叠加法的顺层边坡非平稳随机地震响应及动力可靠度分析

为研究非平稳随机地震激励下顺层岩质边坡的动力可靠性问题,采用振型叠加法和虚拟激励法,建立含多层软弱结构面的顺层岩质边坡非平稳随机地震响应的快速算法,根据响应结果,采用首次穿越破坏准则,进一步推导出非平稳地震下顺层岩质边坡动力可靠度计算的解析表达式.在此基础上,通过MATLAB软件平台编写相应的程序以实现计算数据和结果图...