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复杂地形条件下地震波的传播研究 被引量:32
1
作者 车伟 罗奇峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1333-1337,共5页
利用显式有限元结合透射人工边界,研究了典型山谷地形桥址对地震波传播的影响,探讨了不同入射角度、入射方向及山谷跨度对地震动地形效应的影响规律。结果表明:坡底各位置的地震动的反应相差不大,而坡顶及坡顶后一定范围内的地震动存在... 利用显式有限元结合透射人工边界,研究了典型山谷地形桥址对地震波传播的影响,探讨了不同入射角度、入射方向及山谷跨度对地震动地形效应的影响规律。结果表明:坡底各位置的地震动的反应相差不大,而坡顶及坡顶后一定范围内的地震动存在不同程度的放大;地震波垂直入射时引起的地表放大效应最大,山谷左右两侧地表放大效应相对相差不大;在计算桥梁结构的地震反应时可以仅考虑地震波垂直入射的情况,其结果是偏安全的;地形放大效应存在明显的方向性;山谷的放大作用和山间跨度密切相关。 展开更多
关键词 复杂场地 显式有限元 人工透射边界 地震波 地形效应
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复杂场地上结构地震反应的研究 被引量:16
2
作者 杨柏坡 杨笑梅 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1997年第2期10-15,共6页
介绍了局部复杂场地上结构震害异常的实例。使用显式有限元法分析了陡坎和山坡上方结构地震反应的特点。计算结果表明,复杂场地上地面运动的差动对结构地震应力的影响是不容忽视的。
关键词 复杂场地 震害异常 地震差动 地震反应 建筑结构
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盾构隧道橡胶密封垫力学性能试验及数值分析 被引量:23
3
作者 欧阳文彪 《隧道建设》 2013年第11期933-936,共4页
为解决盾构隧道橡胶止水密封垫的数值分析难点,突破以工程类比法及经验法为主的密封垫防水性能设计的局限性,采用显式有限元分析方法对密封垫的压缩过程进行三维模拟,并将分析结果与力学试验对比,同时对影响橡胶密封垫力学性能的多种因... 为解决盾构隧道橡胶止水密封垫的数值分析难点,突破以工程类比法及经验法为主的密封垫防水性能设计的局限性,采用显式有限元分析方法对密封垫的压缩过程进行三维模拟,并将分析结果与力学试验对比,同时对影响橡胶密封垫力学性能的多种因素进行分析。主要得出以下结论:1)有限元模拟结果与试验结果具有一致性,验证了本文方法的有效性;2)对橡胶硬度和密封垫开孔率等因素进行分析,橡胶硬度越大,开孔率越低,则橡胶密封垫越硬,越难压缩。 展开更多
关键词 盾构隧道 橡胶密封垫 显式有限元 力学性能试验 数值分析
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基于耐撞性拓扑优化的汽车关键安全件设计 被引量:21
4
作者 聂昕 黄鹏冲 +1 位作者 陈涛 成艾国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第23期3260-3265,共6页
将耐撞性拓扑优化方法应用到车辆实际开发过程中,阐述了基于LS-DYNA显式有限元算法的耐撞性拓扑优化方法,并给出其迭代求解的数学模型。结合该方法,对某车辆的门槛梁进行40%偏置碰撞和侧面碰撞的并行拓扑优化,根据优化结果的材料分布情... 将耐撞性拓扑优化方法应用到车辆实际开发过程中,阐述了基于LS-DYNA显式有限元算法的耐撞性拓扑优化方法,并给出其迭代求解的数学模型。结合该方法,对某车辆的门槛梁进行40%偏置碰撞和侧面碰撞的并行拓扑优化,根据优化结果的材料分布情况进行了工程诠释。在整车碰撞有限元模型中对工程诠释结果进行了验证,结果表明:耐撞性拓扑优化方法行之有效,且拓扑优化结果使得车辆的碰撞性能有一定的提高。 展开更多
关键词 耐撞性 拓扑优化 非线性 显式有限元法
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结构碰撞分析中的动态显式有限元方法及应用 被引量:13
5
作者 雷正保 杨应龙 钟志华 《振动与冲击》 EI CSCD 1999年第3期71-76,共6页
针对结构碰撞问题具有的大位移、大转动、大变形、大应变特性,论述了求解这类问题的动态显式有限元方法与传统有限元方法不同的几个关键环节,即增量运动方程的表述形式、材料的本构关系、应变率效应、单元理论、接触处理及积分格式等... 针对结构碰撞问题具有的大位移、大转动、大变形、大应变特性,论述了求解这类问题的动态显式有限元方法与传统有限元方法不同的几个关键环节,即增量运动方程的表述形式、材料的本构关系、应变率效应、单元理论、接触处理及积分格式等。随后,给出了动态显式有限元方法在汽车前部纵向吸能梁、轮船前部棱锥结构及磨床砂轮破裂后防护罩变形过程等结构碰撞分析中的 3 个应用实例。最后。 展开更多
关键词 碰撞 显式有限元 动态 结构碰撞
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微型客车正面碰撞仿真技术 被引量:6
6
作者 胡玉梅 李晓红 +4 位作者 邓兆祥 王欣 刘波 江万里 刘惊涛 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期64-68,共5页
面向实际工程应用,聚焦于微型客车计算机正面碰撞仿真分析所面临的关键技术难点,探讨了单元尺寸大小、网格分布状况、时间步长等主要因素对模拟计算时间和精度的影响。并对汽车各部件在正面碰撞计算机仿真计算中的建模策略和处理方式进... 面向实际工程应用,聚焦于微型客车计算机正面碰撞仿真分析所面临的关键技术难点,探讨了单元尺寸大小、网格分布状况、时间步长等主要因素对模拟计算时间和精度的影响。并对汽车各部件在正面碰撞计算机仿真计算中的建模策略和处理方式进行了深入研究,实现了在微机上用单CPU分析软件以8h完成对某微型客车汽车的正面碰撞历程的度仿真分析,整车及主要吸能部件的变形过程及模式、典型测点的加速度时间历程等均与实车碰撞实验结果吻合良好,达到了工程精度要求,满足了汽车生产企业对提高汽车被动安全性的急需。 展开更多
关键词 正面碰撞 动态显式非线性有限元技术 计算机模拟
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车辆典型薄壁梁碰撞性能的研究 被引量:8
7
作者 高晓庆 尤国武 谢禹钧 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2006年第1期66-69,共4页
车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求,以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象,针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点,采用高度非线性显式动态有限元程序HyperMesh... 车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求,以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象,针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点,采用高度非线性显式动态有限元程序HyperMesh和LS-DYNA进行了碰撞的数值模拟,分析了薄壁梁及保险杠正面撞击刚性墙的全过程以及不同参数的选取对仿真及计算结果的影响。与实车正面碰撞结果进行了对比分析,验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上,针对仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了一些改进措施。 展开更多
关键词 碰撞 显式有限元法 非线性 薄壁梁结构
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工业生产过程中的泡沫及消泡技术 被引量:13
8
作者 赵玉索 《浙江工业大学学报》 CAS 1999年第3期260-263,共4页
探讨了工业生产过程中泡沫的发生原因、消泡机理。
关键词 泡沫 消泡剂 制备 类型 发泡原因
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三维复杂山谷地形SV波垂直输入地震反应分析 被引量:10
9
作者 章小龙 李小军 +2 位作者 周正华 陈国兴 彭小波 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2779-2790,共12页
本文基于显式有限元法研究了地震波垂直入射时三维复杂山谷地形对地震地面运动的影响,在数值分析中应用了三维化二维的解法和黏弹性人工边界的处理方法,实现了地震波垂直输入下三维复杂场地地震动数值模拟,并验证了该方法的合理性.以四... 本文基于显式有限元法研究了地震波垂直入射时三维复杂山谷地形对地震地面运动的影响,在数值分析中应用了三维化二维的解法和黏弹性人工边界的处理方法,实现了地震波垂直输入下三维复杂场地地震动数值模拟,并验证了该方法的合理性.以四川桃坪地区一山谷地形作为研究对象,基于地表高程数据分别建立了二维和三维场地模型,对比研究表明:在复杂地形情况下考虑二、三维模型时具有明显差异,三维模型能更真实地反映地形变化对地震动的影响,复杂地形条件下有必要考虑三维实际场地模型.本文对边界自由场的处理方法也可用于处理三维复杂场地地震动斜入射问题,为三维复杂地形场地地震效应研究提供参考. 展开更多
关键词 复杂地形 显式有限元 黏弹性局部人工边界 地形效应 地震动输入
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三维土-结构动力相互作用体系分析的两步时域显式波动有限元过程 被引量:8
10
作者 杨笑梅 郭达文 杨柏坡 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第4期9-17,共9页
为减少直接分析三维大尺度复杂土-结构动力相互作用问题的计算量,提高计算效率,本文直接从波动方程出发,提出了较常规子结构法更简单的两步简化计算过程,即第一步简化上部复杂结构体系为集中质量杆系模型,并求基础处等效输入,第二步通... 为减少直接分析三维大尺度复杂土-结构动力相互作用问题的计算量,提高计算效率,本文直接从波动方程出发,提出了较常规子结构法更简单的两步简化计算过程,即第一步简化上部复杂结构体系为集中质量杆系模型,并求基础处等效输入,第二步通过等效输入求上部结构各位置的动力反应。其中第一步计算主要采用集中质量显式有限单元法结合局部透射人工边界实现,并编写了工程实用性强的时域三维土-结构动力相互作用专用分析程序3DSSI。和其它类似方法相比,本方法的特色从几个方面体现:完全采用时域显式递推的过程,使计算效率较高;上部复杂结构的简化,使计算量仅相当于土体自由场分析;等效输入的获得,可使土体-结构复杂体系的动力分析等效为常规的上部结构动力反应计算;时域算法较常用的频域法在土体非线性方面存在更大潜力。本文还通过典型的三维土-结构模型的建立,与相应的参考解相比,验证了本文提出的计算方法的有效性和计算精度,并初步探讨了土-结构动力相互作用体系的一些基本规律。 展开更多
关键词 土-结构动力相互作用 子结构 显式有限元 等效输入 人工边界 时域算法
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列车动载下双线隧道联络通道动力响应数值分析 被引量:7
11
作者 张伟伟 金先龙 +2 位作者 曹露芬 王建炜 王新 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期110-116,共7页
建立联络通道、隧道及列车的三维有限元模型,研究由公路车道准静态载荷以及列车动载引起的双线隧道联络通道动力响应。提出基于网格变形的接触模型修正方法,以提高计算精度。运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法,在曙光5000A超级计... 建立联络通道、隧道及列车的三维有限元模型,研究由公路车道准静态载荷以及列车动载引起的双线隧道联络通道动力响应。提出基于网格变形的接触模型修正方法,以提高计算精度。运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法,在曙光5000A超级计算机的并行平台上,求解该大规模非线性问题。分析联络通道埋深、土层对应力及位移响应的影响,验证该通道设计的合理性,给出提高联络通道安全性的建议。分析影响模型计算并行效率的主要因素。 展开更多
关键词 联络通道 动力响应 网格变形 显式有限元法 并行计算
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分析三维土-结构动力相互作用体系等效输入的时域显式有限元法 被引量:4
12
作者 杨笑梅 关慧敏 +1 位作者 张学胜 杨柏坡 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期535-540,共6页
基于直接法中分析三维土-结构相互作用问题的两步法思想,提出关键性第一步等效输入计算的时域简化算法。本方法在采用集中质量显式有限单元法结合显式人工边界的同时,借鉴子结构法中刚性基础假设及动力相互作用的概念,简化三维土-结构... 基于直接法中分析三维土-结构相互作用问题的两步法思想,提出关键性第一步等效输入计算的时域简化算法。本方法在采用集中质量显式有限单元法结合显式人工边界的同时,借鉴子结构法中刚性基础假设及动力相互作用的概念,简化三维土-结构相互作用体系动力计算过程。和其他同类方法相比,本方法完全采用时域显式递推的过程,计算效率较高,计算量少;等效输入的获得,可使土-结构复杂体系的动力分析等效为常规的上部结构动力反应计算,时域算法较常用的频域法在土体非线性方面存在更大潜力。本文还通过典型的三维土-结构模型的建立,与相应的参考解相比,验证本文提出的计算方法的有效性和计算精度,并初步探讨土-结构动力相互作用体系的一些基本规律。 展开更多
关键词 土-结构动力相互作用 等效输入 时域显式有限元 子结构法
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地下洞室三维弹塑性动力显式有限元锚杆模拟 被引量:4
13
作者 张志国 肖明 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期181-188,206,共9页
锚杆的数值模拟方法是分析地震灾变中锚杆的作用机理及锚杆支护对地下洞室围岩抗震的加固效果的关键。基于地震动荷载作用下锚杆围岩联合受力机理,在对FLAC3D锚杆模拟算法进行一定改进的基础上,提出了一种适用于抗震分析的全长粘结式锚... 锚杆的数值模拟方法是分析地震灾变中锚杆的作用机理及锚杆支护对地下洞室围岩抗震的加固效果的关键。基于地震动荷载作用下锚杆围岩联合受力机理,在对FLAC3D锚杆模拟算法进行一定改进的基础上,提出了一种适用于抗震分析的全长粘结式锚杆模拟方法,并将该方法应用到自主开发的地下洞室三维显式动力有限元程序中,取得较好效果。该方法继承了FLAC3D中对锚杆、锚杆与砂浆接触面、锚固砂浆、砂浆与围岩接触面及围岩本身共5种结构材料的受力破坏情况的详细模拟,但不再进行相邻锚杆计算段之间的受力平衡迭代,而是将各锚杆计算段的受力转移到单元结点上,将锚杆求解与单元求解相统一,从而降低动力求解中锚杆的计算耗时。同时,详细推导了锚杆各结构材料的屈服极限表达式,缩短了锚杆结构材料屈服判断及应力修正耗时。该锚杆模型与FLAC3D中的模型假定不同,认为锚杆变形由围岩变形引起,各锚杆计算段间受力相对独立,受力并不连续,与地震中围岩锚杆的受力情况较吻合。采用该方法对某地下厂房洞室群进行地震动力时程分析,表明该模拟方法提高了求解速度,充分反映了锚杆对围岩的支护效果。 展开更多
关键词 岩土力学 锚杆模拟 显式有限元 地下洞室
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武都盆地效应三维有限元数值模拟 被引量:4
14
作者 章小龙 李小军 +1 位作者 周正华 彭小波 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期811-820,共10页
利用有限元方法模拟了武都盆地内波动的传播,分析了盆地内面波的产生和传播过程,研究了该盆地不同位置剖面的地震动差异及原因。同时,针对武都盆地数值模型的不同速度结构进行了三维有限元波动模拟研究,通过对3个不同速度结构盆地模型... 利用有限元方法模拟了武都盆地内波动的传播,分析了盆地内面波的产生和传播过程,研究了该盆地不同位置剖面的地震动差异及原因。同时,针对武都盆地数值模型的不同速度结构进行了三维有限元波动模拟研究,通过对3个不同速度结构盆地模型的地震波传播的位移云图、峰值位移分布图和典型剖面地震动图的对比分析,进一步分析了影响盆地效应的主要因素。盆地速度结构影响分析结果表明,类似于武都这类地表起伏不大且覆盖层较薄的小型盆地,盆地速度结构对波动的影响是主要因素。 展开更多
关键词 盆地效应 地震动 显式有限元 黏弹性局部人工边界 三维速度结构
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航天器火工冲击环境分析预示方法研究综述 被引量:4
15
作者 赵欣 丁继锋 +2 位作者 韩增尧 邹元杰 单立 《航天器环境工程》 2016年第3期247-256,共10页
航天器火工冲击力学环境问题是一个宽频、瞬态和强非线性的冲击动力学问题。火工冲击响应的预示涵盖结构动力学、冲击动力学、爆炸力学、高应变率材料力学行为等多学科理论。目前,工程上尚无统一、有效的预示方法。在航天工程中,航天器... 航天器火工冲击力学环境问题是一个宽频、瞬态和强非线性的冲击动力学问题。火工冲击响应的预示涵盖结构动力学、冲击动力学、爆炸力学、高应变率材料力学行为等多学科理论。目前,工程上尚无统一、有效的预示方法。在航天工程中,航天器及其组件冲击环境条件设计以及系统级和单机缓冲设计,都迫切需要能够准确预示航天器的火工冲击响应。文章对国内外航天器火工冲击响应机理进行综合理论分析,并在系统调研分析预示方法的基础上提出了航天器火工冲击响应预示研究的重点和难点。 展开更多
关键词 航天器 火工冲击 响应预示 流体代码 显式有限元法 瞬态统计能量分析 虚模态综合法
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航天器火工冲击源力函数模拟分析 被引量:3
16
作者 杨光 刘波 +1 位作者 李正举 张程 《航天器环境工程》 2020年第4期348-354,共7页
为对航天器火工冲击响应进行预示分析,使用显式有限元法对冲击源力函数进行模拟。以太阳电池阵解锁为背景,建立合理的有限元模型,分析多种简单脉冲函数及其组合函数在航天器上的冲击响应规律。通过与试验实测数据对比分析,使用简单脉冲... 为对航天器火工冲击响应进行预示分析,使用显式有限元法对冲击源力函数进行模拟。以太阳电池阵解锁为背景,建立合理的有限元模型,分析多种简单脉冲函数及其组合函数在航天器上的冲击响应规律。通过与试验实测数据对比分析,使用简单脉冲函数的叠加,得到符合试验结果的冲击源脉冲函数,使冲击环境预示结果与实测数据一致。文章所提供的冲击源载荷拟合方法无须对复杂的火工品装置建模,可为后续冲击响应分析工作奠定基础。 展开更多
关键词 火工冲击 响应预示 脉冲函数 显式有限元法
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土体-结构非线性耦合系统动力响应并行计算方法研究 被引量:2
17
作者 王小庆 金先龙 王建炜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第24期19-26,共8页
针对土体-结构非线性耦合(Soil-Structure Interaction,SSI)系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题,提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法,对这四种方法的并行性... 针对土体-结构非线性耦合(Soil-Structure Interaction,SSI)系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题,提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法,对这四种方法的并行性能进行研究。SSI采用基于对称罚函数的方法处理,系统方程采用显式中心差分有限元方法求解。对典型的SSI工程问题动力响应进行并行数值模拟,并对这四种方法的可扩展性进行分析。结果表明:基于SSI负载均衡的并行计算方法,充分考虑土体和结构耦合负载的均衡,并行效率最优,基于对偶图理论区域分解的方法和递归坐标对分方法效率次之,贪婪法并行效率最低;随核数增加,并行效率下降,需根据实际模型规模合理选择并行计算核数,获得最优的并行计算效益;基于罚函数的显式有限元方法能够较好的解决SSI动力响应问题。 展开更多
关键词 结构-土体非线性耦合 区域分解 并行计算 动力响应 显式有限元 对称罚函数法
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单向离合器接合过程对变速器换挡特性的影响 被引量:2
18
作者 杨勇 黄向东 +2 位作者 赵克刚 李罡 魏建军 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期44-51,共8页
运用牛顿力学方法分阶段建立变速器的动力学模型,运用显式动力有限元方法获得单向离合器接合产生的冲击激励.将单向离合器接合产生的激励和传动系输入扭矩的激励叠加,计算了变速器输出端的扭矩、转速响应,并与实测值进行对比.试验结果显... 运用牛顿力学方法分阶段建立变速器的动力学模型,运用显式动力有限元方法获得单向离合器接合产生的冲击激励.将单向离合器接合产生的激励和传动系输入扭矩的激励叠加,计算了变速器输出端的扭矩、转速响应,并与实测值进行对比.试验结果显示,计算值与实测值吻合较好,说明本文提出的动态接合特性仿真方法对于可控式单向离合器的新型变速器换挡特性研究具有良好的分析效果,相关测试及计算方法对由单向离合器与齿轮副形成的传动系统的设计具有参考价值. 展开更多
关键词 变速器 单向离合器 换挡冲击 显式有限元 试验分析
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一种显式动力有限元快速积分方法 被引量:1
19
作者 张志国 牟春来 +1 位作者 陈俊涛 肖明 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期464-468,共5页
我国众多大型地下洞室群位于西南地震频发区,其抗震安全特性值得关注.显式动力有限元时程分析法在实际洞室群工程地震分析中耗时较长,严重制约了该方法的广泛应用.结合显式有限元的积分特点,从有限元积分层面上提出了单、多高斯点分区... 我国众多大型地下洞室群位于西南地震频发区,其抗震安全特性值得关注.显式动力有限元时程分析法在实际洞室群工程地震分析中耗时较长,严重制约了该方法的广泛应用.结合显式有限元的积分特点,从有限元积分层面上提出了单、多高斯点分区混合积分方法,以便降低计算量,缩短求解耗时.在计算中,根据计算任务对单元进行积分区域划分,对重点分析的计算区域、边界单元等部位采用八高斯点积分,确保计算精度及人工边界的数值稳定.对其余模型区域采用单高斯点积分,节省计算耗时.采用该方法对某水电站地下厂房洞室围岩进行动力时程计算,速度提高82.4%,取得较好效果. 展开更多
关键词 水电站地下厂房 显式有限元 高斯积分
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不同基岩输入方法对核电厂土与结构相互作用体系水平地震反应谱的影响 被引量:1
20
作者 杨笑梅 徐贤雨 郭达文 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第3期28-36,共9页
本文依据SASSI用户手册提供的核岛上部结构模型及典型场地建立分析模型,分别选取如下记录作为基岩地震输入:(1)汶川记录中一组有规律随震中距变化的基岩记录;(2)美国RG1.60目标谱相匹配的长滩LBNS记录调整合成的基岩地震记录;(3)我国核... 本文依据SASSI用户手册提供的核岛上部结构模型及典型场地建立分析模型,分别选取如下记录作为基岩地震输入:(1)汶川记录中一组有规律随震中距变化的基岩记录;(2)美国RG1.60目标谱相匹配的长滩LBNS记录调整合成的基岩地震记录;(3)我国核抗规HAD101/01目标谱相匹配的H-E08230记录调整合成的基岩地震记录。采用时域显式内域结合人工边界的算法及程序计算地震反应,主要对比我国HAD101/01及美国RG1.60标准获得的核电结构反应谱的差异,进一步与汶川记录反应结果对比,探讨其与我国基岩目标谱获得结果的差异。同时本文还讨论了震中距及土与结构相互作用(SSI)对核岛结构基础反应谱及楼层谱的影响。 展开更多
关键词 土-结构动力相互作用 显式有限元 反应谱
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