基于DDA方法一种流-固耦合模型的建立及裂隙体渗流场分析和应用 被引量：8

1

作者 虞松 朱维申 张云鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期555-560,共6页

以非连续变形分析方法(DDA)为基础并采用稳态流体计算方法将二者结合进行裂隙岩体流-固耦合分析。利用DDA方法生成裂隙岩体模型,在此基础上采用矩阵搜索等方法形成新的裂隙水通网络模型。采用稳态迭代算法和立方定律求得裂隙水压力,并... 以非连续变形分析方法(DDA)为基础并采用稳态流体计算方法将二者结合进行裂隙岩体流-固耦合分析。利用DDA方法生成裂隙岩体模型,在此基础上采用矩阵搜索等方法形成新的裂隙水通网络模型。采用稳态迭代算法和立方定律求得裂隙水压力,并把裂隙水压力作为线载荷施加到块体边界,在DDA算法中每个迭代步完成后更新裂隙开度和水压值,与DDA算法结合研究裂隙水与块体之间相互作用关系。利用以上裂隙岩体流-固耦合计算方法研究了某水封油库开挖和运行过程洞室围岩流量和密封性,为该工程预测水封效果提供了有益的主要依据,也是国内首次采用DDA方法做大型工程的流-固耦合模型分析。 展开更多

关键词 水通网络生成 流-固耦合模型 非连续变形分析 流量 地下油库

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索-梁耦合系统非线性振动分析 被引量：7

2

作者 冯维明 高黎黎 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期115-119,共5页

研究了在惯性参考系中弹性斜拉索与悬臂梁耦合结构的非线性振动问题,利用Hamilton原理建立了索-梁耦合系统的非线性动力学方程,利用Galerkin方法将索-梁耦合系统的非线性运动偏微分方程离散为一组常微分方程,然后利用多尺度法分析研究索... 研究了在惯性参考系中弹性斜拉索与悬臂梁耦合结构的非线性振动问题,利用Hamilton原理建立了索-梁耦合系统的非线性动力学方程,利用Galerkin方法将索-梁耦合系统的非线性运动偏微分方程离散为一组常微分方程,然后利用多尺度法分析研究索-梁耦合动力学系统的非线性振动,用Runge-Kutta法对数学模型进行数值计算,同时探讨了各种参数对索-梁耦合系统非线性振动的影响,并提出对工程有实际意义的结论。 展开更多

关键词 非线性振动 索梁耦合 GALERKIN法 多尺度法 参数激励

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修正的拉应力裂纹扩展准则及裂隙水压对裂纹扩展的影响 被引量：5

3

作者 张敦福 李术才 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期114-119,共6页

对脆性材料的第一主应力——拉应力裂纹扩展准则进行了补充和修正,修正的裂纹扩展准则能确定裂纹扩展步长。以平面斜置裂纹扩展为例,利用无网格Galerkin方法,对不含裂隙水压的二维裂纹扩展进行数值模拟,计算结果与试验结果一致,表明最... 对脆性材料的第一主应力——拉应力裂纹扩展准则进行了补充和修正,修正的裂纹扩展准则能确定裂纹扩展步长。以平面斜置裂纹扩展为例,利用无网格Galerkin方法,对不含裂隙水压的二维裂纹扩展进行数值模拟,计算结果与试验结果一致,表明最大周向拉应力准则的正确性。在不同裂隙水压条件下,研究了二维裂纹初始破裂,并在给定水压下对二维裂纹扩展路径进行了数值模拟跟踪。结果表明裂隙水压对裂纹初始破裂方向、破裂步长、破裂载荷和裂隙岩体破裂强度有显著影响。有水压和无水压的扩展迹线不同,但后续的扩展趋势相同。 展开更多

关键词 最大周向拉应力准则 裂隙水压 裂纹扩展 无网格GALERKIN方法

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塑弹塑性岩石的非线性损伤模型研究 被引量：6

4

作者 赵茉莉 李术才 +2 位作者 张强勇 王者超 赵欢 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期14-21,共8页

通过分析岩石常规三轴试验应力应变曲线,发现某类岩石在峰前具有明显的压密阶段,表明该类岩石具有塑弹塑性材料的特征。基于塑弹塑性材料非线性应力应变曲线,引入非线性指标,并考虑损伤门槛值,应用统计损伤理论,提出具有塑弹塑性特征的... 通过分析岩石常规三轴试验应力应变曲线,发现某类岩石在峰前具有明显的压密阶段,表明该类岩石具有塑弹塑性材料的特征。基于塑弹塑性材料非线性应力应变曲线,引入非线性指标,并考虑损伤门槛值,应用统计损伤理论,提出具有塑弹塑性特征的岩石非线性损伤模型。该模型不仅能反映岩石应变硬化软化特性,而且能够刻画压密区的特性,更为准确地表征了该类岩石应力应变的非线性关系。采用辉绿岩试验数据对本文模型进行验证,结果表明,试验曲线与理论曲线吻合较好,从而验证了模型的合理性和适用性。采用峰前具有明显线弹性变形特征的岩石常规三轴试验数据进一步分析,结果显示,模型通过峰后引入非线性指标同样可以反映岩石应变软化特性。 展开更多

关键词 塑弹塑性材料 非线性指标 起始损伤点 非线性损伤模型

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基于广义应变梯度理论的纳米梁挠曲电效应研究 被引量：7

5

作者 杨旭 周亚荣 +1 位作者 陈玲玲 王炳雷 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期21-29,共9页

挠曲电效应是应变梯度与电极化的耦合,它存在于所有的电介质材料中.在纳米电介质结构的挠曲电效应研究中,应变梯度弹性对挠曲电响应的影响一直以来被低估甚至被忽略了.根据广义应变梯度理论,应变梯度弹性中独立的尺度参数只有三个,而文... 挠曲电效应是应变梯度与电极化的耦合,它存在于所有的电介质材料中.在纳米电介质结构的挠曲电效应研究中,应变梯度弹性对挠曲电响应的影响一直以来被低估甚至被忽略了.根据广义应变梯度理论,应变梯度弹性中独立的尺度参数只有三个,而文献中所采用的一个或两个尺度参数的应变梯度理论只是它的简化形式.基于该理论,论文建立了考虑广义应变梯度弹性的三维电介质结构的理论模型,并以一维纳米梁为例研究了其弯曲问题的挠曲电响应及其能量俘获特性.结果表明,纳米梁的挠曲电响应存在尺寸效应,并且弹性应变梯度会影响结构挠曲电的尺寸效应,特别是当结构的特征尺寸低于尺度参数时.论文的工作为更进一步理解纳米尺度下的挠曲电机理和能量俘获特性提供理论基础和设计依据. 展开更多

关键词 挠曲电效应 应变梯度 尺寸效应 能量效率

原文传递

自然单元法在线弹性断裂力学中的应用研究 被引量：5

6

作者 盖珊珊 王卫东 +1 位作者 张敦福 程钢 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期483-487,共5页

采用Laplace插值构造近似场函数,代入弹性力学边值问题的变分弱形式,由变分原理推导出自然单元法的离散控制方程。运用线弹性断裂力学理论,分析了有限板单边I型裂纹的应力强度因子和有限板拉剪复合裂纹的扩展,给出了分析线弹性断裂力学... 采用Laplace插值构造近似场函数,代入弹性力学边值问题的变分弱形式,由变分原理推导出自然单元法的离散控制方程。运用线弹性断裂力学理论,分析了有限板单边I型裂纹的应力强度因子和有限板拉剪复合裂纹的扩展,给出了分析线弹性断裂力学问题的自然单元法。数值计算结果表明了方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 自然单元法 Laplace插值 应力强度因子 裂纹扩展

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基于偶应力理论的自然单元法研究 被引量：4

7

作者 王卫东 张敦福 +1 位作者 赵国群 程钢 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期634-637,共4页

理论上偶应力理论较传统连续介质力学理论更精确,在研究具有微结构介质的力学行为时具有优势;在数值方法上,采用non-Sibsonian插值的自然单元法,在计算效率和本质边界条件的施加上较采用移动最小二乘插值的无网格方法具有明显的优势。... 理论上偶应力理论较传统连续介质力学理论更精确,在研究具有微结构介质的力学行为时具有优势;在数值方法上,采用non-Sibsonian插值的自然单元法,在计算效率和本质边界条件的施加上较采用移动最小二乘插值的无网格方法具有明显的优势。通过采用基于Voronoi图和Delaunay三角化结构的non-Sibsonian插值方法构造近似位移场向量,实现无网格方法中位移边界条件的直接精确施加;将自然单元法与偶应力理论相结合,运用广义变分原理,推导出基于偶应力理论的无网格自然单元法的离散控制方程,给出基于偶应力理论的自然单元法。并将其应用于薄梁的弯曲问题,数值计算结果验证方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 无网格 自然单元法 non-Sibsonian插值 偶应力理论 尺度效应

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基于刚(粘)塑性流动理论的自然单元法研究 被引量：3

8

作者 王卫东 赵国群 +1 位作者 程钢 马新武 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期596-600,共5页

将自然单元法与刚(粘)塑性流动理论相结合,对自然单元法在金属塑性成形过程数值模拟中的应用进行了研究。采用基于Voronoi图和Delaunay三角化结构的Non-Sibsonian插值方法构造近似速度场向量,实现无网格方法中速度边界条件的直接精确施... 将自然单元法与刚(粘)塑性流动理论相结合,对自然单元法在金属塑性成形过程数值模拟中的应用进行了研究。采用基于Voronoi图和Delaunay三角化结构的Non-Sibsonian插值方法构造近似速度场向量,实现无网格方法中速度边界条件的直接精确施加,提出了基于刚(粘)塑性流动理论的无网格自然单元法。运用不完全广义变分原理,采用罚函数法实现体积不变条件,推导出基于刚(粘)塑性流动理论的无网格自然单元法的离散控制方程,并给出了基于刚(粘)塑性流动理论的自然单元法及其关键算法,拓展了自然单元法的应用范围。典型算例的数值计算结果表明了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 刚(粘)塑性流动理论 自然法单元法 Non—sibsonian插值 金属塑性成形 数值模拟

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地震载荷作用下地下厂房围岩稳定性分析 被引量：2

9

作者 虞松 朱维申 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期266-270,共5页

探讨了非连续变形分析方法(DDA)动力学算法中阻尼条件施加方法,并针对具体实际问题采用速度阈值控制的复合阻尼方法提高了计算效率。以某水电工程地下主厂房为例,采用改进后非连续变形分析方法对汶川地震载荷作用下节理围岩和洞室开挖... 探讨了非连续变形分析方法(DDA)动力学算法中阻尼条件施加方法,并针对具体实际问题采用速度阈值控制的复合阻尼方法提高了计算效率。以某水电工程地下主厂房为例,采用改进后非连续变形分析方法对汶川地震载荷作用下节理围岩和洞室开挖过程中锚杆的锚固作用及对边墙稳定性的影响进行研究,重点对比分析了地震载荷下洞室围岩在有无锚固条件对于拱顶、边墙和节理位移变形位移的影响。研究表明,锚杆的锚固作用对地震载荷和高应力条件下地下厂房开挖过程中洞室围岩的变形和稳定性起着关键性的作用。 展开更多

关键词 DDA动力学分析 地下厂房 地震载荷 锚固约束 围岩稳定

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力学教学中的宽与窄、深与浅 被引量：3

10

作者 冯维明 《力学与实践》 北大核心 2016年第6期670-673,共4页

"宽口径、厚基础"是基础力学教学基本原则,如何在课堂教学细节中体现这个原则,本文通过力学教学中两个常见例题的讲解过程,说明在正常解读之后的"三言两语"可有效拓宽相关知识面,并对其深一层内容有进一步的了解,... "宽口径、厚基础"是基础力学教学基本原则,如何在课堂教学细节中体现这个原则,本文通过力学教学中两个常见例题的讲解过程,说明在正常解读之后的"三言两语"可有效拓宽相关知识面,并对其深一层内容有进一步的了解,既培养了学生分析问题的能力和探索意识,也使课堂教学更引人入胜. 展开更多

关键词 静力学 材料力学 起重机械 综合性问题

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地铁喷浆用纤维增强混凝土的试验研究与数值模拟 被引量：3

11

作者 徐子瑶 虞松 +1 位作者 付强 温法庆 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第S02期554-563,共10页

针对矿山法施工的地铁隧道喷浆支护中易出现混凝土裂纹、局部空鼓等质量缺陷问题,提出了采用纤维增强混凝土的解决方法,验证了混凝土中添加纤维可明显提高裂纹处的残余抗拉强度,可有效解决喷浆混凝土易出现裂纹等质量缺陷。采用单轴压... 针对矿山法施工的地铁隧道喷浆支护中易出现混凝土裂纹、局部空鼓等质量缺陷问题,提出了采用纤维增强混凝土的解决方法,验证了混凝土中添加纤维可明显提高裂纹处的残余抗拉强度,可有效解决喷浆混凝土易出现裂纹等质量缺陷。采用单轴压缩和声发射定位的方法,对不同纤维含量的纤维增强混凝土进行残余抗拉强度测试,研究了在达到极限强度后对裂缝产生的明显阻尼作用;基于衬砌和纤维增强混凝土(FRC)的优化组合以实现对裂纹的最佳控制效果,对地铁隧道开挖过程进行了数值非线性分析,验证了在矿山法施工的地铁隧道中应用的可行性。 展开更多

关键词 纤维增强混凝土 声发射 破坏模式 力学性质 数值模拟

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人工挖孔桩孔内绑扎钢筋笼施工技术探析 被引量：3

12

作者 任亚伟 马艳平 赵俊峰 《山东煤炭科技》 2012年第3期175-176,共2页

大直径桩基施工过程中,按照传统方法对钢筋笼进行绑扎并安装到桩孔内的施工技术存在钢筋笼易变形,运输、吊装难度大,成本高,受施工环境影响大的缺点。该文介绍的孔内绑扎钢筋笼的施工技术,不但可保证钢筋笼的外形,运输、吊装的难度也大... 大直径桩基施工过程中,按照传统方法对钢筋笼进行绑扎并安装到桩孔内的施工技术存在钢筋笼易变形,运输、吊装难度大,成本高,受施工环境影响大的缺点。该文介绍的孔内绑扎钢筋笼的施工技术,不但可保证钢筋笼的外形,运输、吊装的难度也大大降低,而且施工工艺过程简便易行、施工质量高、经济效益好,具有不受施工工地的客观环境影响等优点,为大直径桩基施工提供有益的参考价值。 展开更多

关键词 大直径桩基 钢筋笼 人工挖孔桩 井下施工

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考虑卡西米尔力的静电激励NEMS吸合特性及其尺寸效应研究 被引量：2

13

作者 梁斌斌 张龙 +1 位作者 王炳雷 周慎杰 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期247-253,共7页

基于应变梯度理论和哈密顿原理,并考虑卡西米尔力的影响,建立了静电激励纳米机电系统(NEMS)的尺寸效应模型,并得到模型的控制方程和边界条件.然后,引入广义微分求积法和拟弧长算法,得到模型的数值解.结果表明,当考虑卡西米尔力的影响时... 基于应变梯度理论和哈密顿原理,并考虑卡西米尔力的影响,建立了静电激励纳米机电系统(NEMS)的尺寸效应模型,并得到模型的控制方程和边界条件.然后,引入广义微分求积法和拟弧长算法,得到模型的数值解.结果表明,当考虑卡西米尔力的影响时,系统两极的吸合电压有所减小.并且,当系统尺寸达到一个临界值时(即两电极间距小于"最小间距",或可变形电极长度超过"拉起长度"),系统会在没有外加电压的作用下自动发生吸合,这将为NEMS的优化设计和定量分析提供理论基础. 展开更多

关键词 卡西米尔力 纳机电系统 尺寸效应 最小间距 拉起长度

原文传递

求解对流扩散问题的积分方程法 被引量：2

14

作者 魏涛 许明田 汪引 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3888-3894,共7页

提出了一种求解对流扩散问题的积分方程法。在这一方法中,首先利用Laplace方程的级数形式的格林函数将对流扩散方程转化为积分方程,然后利用级数的正交性质,把积分方程进一步简化为代数方程组,求解该方程组即可得到对流扩散方程的级数... 提出了一种求解对流扩散问题的积分方程法。在这一方法中,首先利用Laplace方程的级数形式的格林函数将对流扩散方程转化为积分方程,然后利用级数的正交性质,把积分方程进一步简化为代数方程组,求解该方程组即可得到对流扩散方程的级数形式的近似解。最后,分别利用Chebyshev多项式和Fourier级数求解了3个典型的一维和二维对流扩散问题。该方法和有限体积法、有限元法和迎风差分法相比,展现出非常高的精度并且避免了由解的不连续性造成的虚假振荡。 展开更多

关键词 计算流体力学 积分方程法 对流扩散方程 有限体积法 传热

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含球形孔洞岩盐路基临界载荷 被引量：2

15

作者 张敦福 牛海燕 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2009年第5期87-90,共4页

根据三维无网格Galerkin方法研究了无限大立方体中球形孔洞应力集中问题.分别采用最大拉应力准则、格里菲斯(Griffith)和摩尔-库伦准则作为稳定性判据,数值模拟了含球形孔洞岩盐路基稳定性问题,给出了不同孔洞埋深下岩盐路基的临界载荷.

关键词 无网格方法 球形孔洞 岩盐路基 临界载荷

原文传递

全应变梯度挠曲电纳米梁有限单元法研究 被引量：2

16

作者 陈玲玲 杨旭 +1 位作者 刘洋 王炳雷 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期545-552,共8页

挠曲电效应是一种存在于所有电介质材料中的特殊的力电耦合效应,本质上是应变梯度与电极化之间的线性耦合。然而,应变梯度会引入位移的高阶偏量,常给挠曲电问题的理论求解带来困难。且已有研究表明应变梯度弹性项会影响纳米结构中的力... 挠曲电效应是一种存在于所有电介质材料中的特殊的力电耦合效应,本质上是应变梯度与电极化之间的线性耦合。然而,应变梯度会引入位移的高阶偏量,常给挠曲电问题的理论求解带来困难。且已有研究表明应变梯度弹性项会影响纳米结构中的力电耦合响应,但是现有的挠曲电研究大多忽略了应变梯度弹性的影响。因此,本文提出了一种既考虑应变梯度弹性,又考虑挠曲电效应的有效数值方法。基于全应变梯度弹性理论,建立了包含3个独立材料尺度参数的纳米欧拉梁的理论模型和有限元模型,提出了满足C2弱连续的两节点六自由度单元。基于本文的有限单元法,以简支欧拉梁为例,通过分析讨论挠度、电势和能量效率,得到了挠曲电效应和应变梯度弹性项对梁的力电响应的影响。结果表明,挠曲电效应存在尺寸依赖性,且应变梯度弹性项在纳米电介质结构的挠曲电研究中的影响不可忽略。 展开更多

关键词 挠曲电效应 全应变梯度弹性理论 有限单元法 欧拉梁 尺寸依赖性

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求解对流-扩散-反应问题的改进有限积分法 被引量：1

17

作者 孙婷婷 韩赛赛 许明田 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期269-274,共6页

将求解偏微分方程的有限积分法应用于对流-扩散-反应问题,发现对于非对流占优的对流扩散问题,有限积分法的精度比QUICK法高一个数量级,比传统的有限体积法高两个数量级.处理对流占优的对流-扩散-反应问题时,对流项的离散时引进加权参数... 将求解偏微分方程的有限积分法应用于对流-扩散-反应问题,发现对于非对流占优的对流扩散问题,有限积分法的精度比QUICK法高一个数量级,比传统的有限体积法高两个数量级.处理对流占优的对流-扩散-反应问题时,对流项的离散时引进加权参数,通过调节该参数反映输运的方向性.结果表明这种改进的有限积分法的精度比传统的有限体积法至少高四个数量级,同时明显改进了原来的有限积分法的精度和稳定性.对于对流占优的对流-扩散-反应问题,即使采用粗网格,计算结果也未出现非物理振荡现象,表明改进的有限积分法具有很好的稳定性. 展开更多

关键词 对流-扩散-反应方程 有限积分法 有限体积法 数值模拟

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偶应力理论的无网格法

18

作者 王敏 王锡平 周慎杰 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期464-468,共5页

根据偶应力理论的基本方程,在能量泛函中引入罚函数来满足偶应力理论的几何约束条件,从而得到偶应力理论的无网格法的控制方程。通过算例,分析了偶应力对带中心圆孔的无限平板在单轴拉伸及纯剪状态下的应力集中的影响,验证了该无网格方... 根据偶应力理论的基本方程,在能量泛函中引入罚函数来满足偶应力理论的几何约束条件,从而得到偶应力理论的无网格法的控制方程。通过算例,分析了偶应力对带中心圆孔的无限平板在单轴拉伸及纯剪状态下的应力集中的影响,验证了该无网格方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 偶应力理论 无网格法 应力集中 尺寸效应

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含附加结构的圆形和环形板振动的积分方程方法

19

作者 王卫东 程钢 程泉 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期389-393,共5页

为了分析任意位置含附加结构的圆形和环形板结构的振动特性,运用特殊函数论、傅里叶级数和积分方程理论,采用由第1类和第2类贝塞尔函数组成的平方可积空间L2[a,b]上的完备正交函数系构造圆形和环形板结构的静力学格林函数,将任意位置带... 为了分析任意位置含附加结构的圆形和环形板结构的振动特性,运用特殊函数论、傅里叶级数和积分方程理论,采用由第1类和第2类贝塞尔函数组成的平方可积空间L2[a,b]上的完备正交函数系构造圆形和环形板结构的静力学格林函数,将任意位置带有附加结构的圆形和环形板结构的自由振动问题转化为积分方程特征值问题,进而将积分方程特征值问题转化为无穷阶矩阵的标准特征值问题,给出分析这类结构振动特性的积分方程方法。典型算例计算结果表明,该方法不仅算法简捷、收敛速度快,而且能从整体上对带有附加结构的圆形和环形板的非轴对称振动进行研究,为这类结构的优化设计和安全性评估提供了有效的途径。 展开更多

关键词 振动 固有频率 积分方程 正交函数系 圆形板 环形板 格林函数

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基于虚拟激励法的大型幕墙结构的风致响应谱分析

20

作者 任亚伟 赵俊峰 《山东煤炭科技》 2010年第6期187-188,共2页

自然风中的脉动风分量是引起结构风激振动(抖振)的主要因素,持续的抖振可引起结构产生较大的变形及应力,同时引起结构的疲劳损伤。该文基于有限元法及虚拟激励法,分析了玻璃幕墙结构支承体系在风载荷作用下的响应,得出结构在风载荷作用... 自然风中的脉动风分量是引起结构风激振动(抖振)的主要因素,持续的抖振可引起结构产生较大的变形及应力,同时引起结构的疲劳损伤。该文基于有限元法及虚拟激励法,分析了玻璃幕墙结构支承体系在风载荷作用下的响应,得出结构在风载荷作用下的功率谱,进而可得到节点位移,加速度及内力均方差等,为合理设计结构提供理论依据。 展开更多

关键词 幕墙 随机振动 虚拟激励法 风致响应谱

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