Establishmen and vertification of an improved similitude law for dynamic ice force model test

To study the similitude laws for dynamic ice force model test which is a hot problem in ice mechanics.In this paper,a new modified similitude law for dynamic ice force model test is proposed based on ice-induced virbration theory and two reasonable assumptions.And the new law is vertified with an ice-induced pier virbration example.The numerical calculation results show that,firstly,the error of frequency factor between test value and theory value is small as well as that of displacement and velocity;Secondly,the time scale completely meet the similitude relation,the waveforms anastomotic well,and the phenomenon of offset and omit do not occur;Thirdly,as the damping ratio between prototype and model is nearly equal,the improved similitude law will still be applied.Therefore,the new modified similitude law is feasible to study dynamic ice force model test and can provide reference for the ice mechanics.     

颗粒离散元法在框架结构中的应用

将颗粒离散元法拓展用于框架结构的大变形分析。通过典型算例,验证了该方法在结构几何非线性大变形分析中的正确性和适用性。离散元法处理几何非线性问题时不用组集刚度矩阵和特殊修正,也不需迭代求解;此外,DEM方法求解非线性问题是一个自然的过程,不必刻意区分是小变形还是大变形,能很好地处理大位移、大转动等行为,适宜用于求解结构大变形问题。     

弹性DEM方法在杆系结构中的应用研究

基于颗粒离散元方法（DEM）,结合杆系结构的特点,提出了一种适于杆系结构问题分析的DEM模型。对颗粒元相应的质量和转动惯量计算公式进行了修正;通过能量等效原理推导了杆系DEM模型分析时弹簧接触刚度系数表达式;将瑞利阻尼引入到DEM方法之中,给出了阻尼常数计算公式并用算例进行了验证。将该方法应用于杆系结构弹性分析,包括静动力与几何非线性大变形问题的空间框架结构和网壳结构等多个算例,计算结果与有限元方法结果吻合良好。DEM方法的特点是将动力分析和几何非线性分析自动包含在运动方程的计算之中,不用组集刚度矩阵,无需迭代求解。杆系DEM模型非常适宜处理杆系结构大变形及动力非线性问题,尤其是在结构进入强非线性之后的模拟分析。     

基于杆件灵敏度的结构易损性分析

结构易损性和连续倒塌分析成为近年来国内外结构研究的焦点。从结构体系的应变能入手，提出了一种基于杆件灵敏度的结构易损性分析方法。根据杆件灵敏度与构件重要性之间的关系，通过逐次删除具有最大灵敏度系数的构件，可以获得结构的失效模式，由此找出结构中的薄弱构件。分别以平面桁架和空间星型网穹结构为算例，对提出的方法进行了分析验证，并分别与相关文献及ANSYS软件计算的结果进行比较，表明将该方法用于结构易损性分析是有效可行的。     

基于离散元法的爆炸荷载作用下钢框架倒塌模拟

在杆系结构弹性离散元(DEM)方法基础上,进一步发展了可考虑截面塑性开展的DEM纤维本构模型,构建了构件断裂模拟算法,并将该方法应用于钢框架结构在爆炸荷载作用下的动态响应和倒塌破坏全过程模拟。结果表明:纤维模型可以考虑截面塑性开展以及损伤演化过程,断裂算法能有效地模拟构件的失效过程及破坏模式;在爆炸荷载作用下,边柱先于中柱失效,且钢柱产生了不可恢复的塑性变形直至断裂,最终丧失承载力导致钢框架发生整体倒塌。该方法为今后研究大型或超大型杆系结构的大变形、材料非线性以及构件断裂等复杂力学行为提供了一种新的数值分析手段。     

基于离散元的钢混结构倒塌全过程分析

钢筋混凝土框架结构倒塌过程中,结构由连续状态过渡到非连续状态,构件发生断裂、碰撞,各单元排列“失序”,常用的数值计算方法难以模拟出完全分离单元间的碰撞和堆积状态。文中利用改进的离散单元建立结构模型,确立构件断裂准则及碰撞准则,编制计算程序,检索碰撞单元,对结构倒塌全过程进行数值模拟,计算结果与混凝土框架结构爆炸倒塌试验结果一致,为离散单元法在混凝土框架结构倒塌全过程数值分析提供参考。     

动载荷反分析的精细积分法

动荷载的辨识问题研究在结构动力分析和应用中具有重要意义。根据精细积分法的基本原理,假定外荷载在离散时间步长内按线性变化,给出了一种动荷载识别的时域方法。数值算例计算结果表明,该方法不仅适用于稳态周期性荷载的识别,对于随机荷载识别精度也很高,同时,其形式简洁明了、应用方便,特别适宜于计算机求解,具有一定的理论意义和实用价值。