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作为一种集计算机模拟和物理试验于一体的新型混合试验方法,实时子结构试验在过去20年得到迅速发展.该试验方法的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联.对于复杂结构来说,更需要高效的数值积分方法以确保每步计算在一个采样步长内完成.鉴于此,本文在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦合积分方法,并基于单自由度分离质量模型分析了该方法的收敛性;再通过对三自由度分离质量模型的数值模拟,验证了该方法的收敛性;最后,在多自由度试验平台上完成了两自由度结构的实时子结构试验.理论分析、数值模拟及实时子结构试验表明,该方法具有良好的稳定性和2阶精度,与直接积分方法相比更适用于复杂结构的实时子结构试验. 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(2)
拟动力试验是一种重要的结构抗震试验方法。在该类试验中,试件出力大,连接件和支座往往产生滑移与弹性变形,导致试件实际位移与期望位移存在较大偏差,降低试验数据的精度和可靠性。位移外环控制,是在作动器控制回路之外直接以试件位移为控制变量的控制回路,是解决该问题的有效方法。本文阐述了PI(即比例-积分)位移外环控制的原理,分析了在非实时平台实现该控制的延迟不确定问题,详细介绍了在混合试验平台软件Hy Test中的实现架构。采用混合试验平台软件Hy Test及该外环控制方法,完成了阶跃命令试验、单自由度结构拟动力试验和6自由度结构拟动力试验模拟,研究表明该方法稳定可靠,能大幅提高位移控制精度。 相似文献
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位移保护下力-控制拟动力试验方法的原理 总被引：1，自引：3，他引：1
本文提出了大刚度多自由度钢筋混凝土结构和砌体结构的拟动力试验技术新方法，即以力控制方式为基础的力－位移混合控制方法。这种新方法能实现大刚度多自由度钢筋混凝土结构和砌体结构的拟动力试验。 相似文献
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抗震拟动力试验技术研究 总被引：12，自引：0，他引：12
在全面论述拟动力试验技术的基础上，提出了大刚度多自由度钢筋混凝土结构和砌体结构的拟动力试验技术新方法，即以力控制方式为基础的力－位移混合控制方法，这种方法能实现大刚度多自由度钢筋混凝土结构和砌体结构的拟动力试验。 相似文献
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子结构地震模拟振动台混合试验原理与实现 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,本文提出了子结构地震模拟振动台混合试验方法、试验过程及实时数值积分方法,并给出了试验子结构边界条件的两种模拟形式.通过一个简单框架结构的地震模拟振动台试验和子结构混合加载试验验证了该方法的可行性,并指出了该试验方法的主要技术问题.混合试验方法通过子结构技术和振动台试验相结合,解决了目前的地震模拟振动台试验和拟动力试验在设备规模和加载速度上的局限性. 相似文献
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足尺钢框架振动台试验及动力弹塑性数值模拟 总被引：4，自引：1，他引：3
本文通过有限元分析程序OpenSees对一足尺四层钢框架结构进行静力及动力弹塑性分析,结构构件采用自由度较少的纤维模型模拟。在振动台试验之前,预测足尺钢框架结构连续在小震、中震及大震作用下的响应,将预测分析结果与振动台试验结果进行对比,结果显示该数值模拟方法能很好地反映结构的弹塑性行为及破坏机制,准确预测结构的地震响应及大震下结构倒塌时间。这进一步说明基于纤维模型的整体结构弹塑性分析方法,由于自由度数少,适用于整体结构抗震分析。 相似文献
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文中介绍了日本E-Defense的足尺钢框架振动台试验预测性分析比赛的情况,研究了分析人员对该钢框架结构所采用不同的数值分析方法。分析方法大致分为纤维模型,塑性铰模型,微观单元模型及结构协同分析方法4种。纤维模型与塑性铰模型属于宏观单元,假定条件较多但自由度数少适用于整体结构分析。微观单元假定条件较少,力学概念明确,能准确反映构件局部破坏,整体分析比较困难。结构协同分析方法属于混合单元法,通过不同单元甚至不同程序模拟各个构件,再通过主程序组装总刚度进行动力分析,该方法发挥了微观单元和宏观单元各自的优点。 相似文献
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OpenSEES的剪力墙宏观单元的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
重点研究三维剪力墙单元MVLEM3D的数值模型及计算原理,并采用开源非线性有限元程序OpenSEES进行剪力墙低周往复试验的数值分析,探讨不同单元划分形式对结果的影响。通过二次开发编制了基于OpenSEES的剪力墙结构分析程序SWNA,对不同弹簧个数、不同竖向及水平划分方式,建立剪力墙宏观单元模型进行分析,对比试验结果表明该数值方法能够很好地从宏观上模拟剪力墙弹塑性行为:包括中和轴移动、剪切变形影响、局部塑性状态及破坏机制等。通过单元及弹簧的划分对比,可知该单元可通过比较少的自由度模拟剪力墙结构,节省大量计算时间。对于强非线性分析,增加水平划分可以考虑局部的破坏变形,使骨架曲线下降段明显。因此该单元适用于高层建筑结构的整体弹塑性分析及基于性能的抗震评定。 相似文献
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在线数值模拟方法是一种基于模型更新的混合试验方法,其是不完整边界条件混合试验的通用解决方案。在该方法中：结构反应由结构整体数值模型计算得到,边界条件自然得以满足;物理子结构的恢复力不再参与运动方程的求解,而是用于估计数值模型的本构参数,提高了数值模型的可靠性。论文提出多本构模型参数同步更新的在线数值模拟方法,以提高多种本构模型参数不确定性同时存在时在线数值模拟方法的精度,并以Levenberg-Marquardt算法为参数估计方法,实现了采用恢复力对钢筋和混凝土材料本构模型参数的同步估计。研究表明：以恢复力来估计材料本构模型参数是可行的,且Levenberg-Marquardt算法具有较高的收敛速度和计算精度;在线数值模拟方法有效地提高了混合试验的模拟精度。 相似文献
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钢板阻尼墙抗震性能好,设计自由度大,在工程中使用越来越多。为了更高精度地模拟钢板阻尼墙的力学性能,提出基于Bouc-Wen模型的模拟分析方法。给出一种基于Bouc-Wen模型钢板阻尼墙参数辨识方法,根据试验数据和仿真结果的验证对比,文中提出的模拟方法可以较好地反映钢板阻尼墙的的力学性能曲线。该模拟方法可得到较好的仿真效果,对实际工程设计分析钢板阻尼墙对结构的抗震性能影响有高精度、数据化的帮助,可为进一步工程应用和设计分析提供参考。 相似文献
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西安建筑科技大学结构与抗震实验室和新疆大学结构实验室合作,以一个两层三跨钢框架结构为试验对象,进行了国内首例跨省远程协同子结构混合仿真拟动力试验。试验结果表明:OpenFresco网络平台通讯性能良好,数据远程传输消耗时间可忽略;通过两所大学实验室测得的力、位移、加速度等试验数据的对比分析,表明该试验系统具有良好的精确性及稳定性;通过OpenFresco网络平台,能够准确远程控制异地实验室的MTS试验系统进行协同工作,从而完成结构简单的子结构混合仿真拟动力试验,为下一步进行大型、复杂结构的子结构混合仿真拟动力试验提供了必要的理论和实践基础。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(1)
为了研究建筑结构在强震作用下的微观破坏机理以及提高建筑结构地震反应分析的精确性和可靠性,将多尺度有限元分析方法引入抗震混合试验中。根据经验将复杂结构在地震作用下表现出来的特性划分为线性,非线性以及强非线性部分,形成由宏观有限元模型模拟线性部位,微观有限元模型模拟非线性部位以及试验单元模拟用有限元单元难以模拟的强非线性部位的多尺度混合有限元模型。本文基于3层4跨Benchmark钢框架模型建立多尺度混合有限元模型进行地震反应分析。通过多尺度混合有限元模型与相应普通有限元模型之间的地震时程对比分析,验证了多尺度模型在抗震混合模拟试验中与普通有限元模型相比具有耗时相对较小同时能够得到较高精度的优越性。 相似文献
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一种钢筋混凝土非线性宏观单元--筒体墙单元 总被引：2，自引：1，他引：1
高层结构一般都要设置复杂的钢筋混凝土抗震墙,如何模拟这些复杂墙体的力学性能就成为高层结构弹塑性分析的关键.本文在梁柱单元、单片墙单元的基础上提出了一种简体墙单元,并将此单元应用于高层混凝土结构推覆分析中.单元考虑了材料非线性,并采用较为精确的方法考虑了结构的二阶效应.理论与试验结果对比分析表明,简体墙单元具有精度高、计算稳定和自由度少等特点,为复杂体型高层结构的弹塑性分析提供了有力保证. 相似文献
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高层结构一般都要设置复杂的钢筋混凝土抗震墙，如何模拟这些复杂墙体的力学性能就成为高层结构弹塑性分析的关键。本文在粱柱单元、单片墙单元的基础上提出了一种简体墙单元，并将此单元应用于高层混凝土结构推覆分析中。单元考虑了材料非线性，并采用较为精确的方法考虑了结构的二阶效应。理论与试验结果对比分析表明，简体墙单元具有精度高。计算稳定和自由度少等特点，为复杂体型高层结构的弹塑性分析提供了有力保证。 相似文献
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考虑SSI效应储油罐的子结构实验方法与数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
提出了应用振动台子结构试验方法来研究考虑土-结构相互作用（SSI）效应储罐的抗震性能,该方法将土体简化为双自由度八参量集总参数模型进行模拟,储罐作为试验子结构应用振动台加载,两部分联机完成振动台子结构试验。该方法能完成大比例尺储罐试验,具有传统试验方法难以比拟的优势。然后,通过数值模拟分析了SSI效应对储罐动力响应的影响。分别研究了不同储液高度和不同地基刚度对储罐位移和加速度响应的影响。研究结果表明：考虑SSI效应时,罐体位移响应和加速度响应均有所减小,土质越软,效果越明显;随着储液高度的增高,位移、加速度反应呈现减小趋势。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2017,(3)
结构混合试验综合了数值模拟和试验加载的优点,是研究结构动力反应的有效方法之一。近年来,混合试验方法和技术得到长足的发展和应用。为了跟踪并把握混合试验的国际前沿动态,本文对第16届世界地震工程大会上关于混合试验的论文进行总结梳理,从逐步积分算法、试验加载控制、试验系统架构、试验误差控制和混合试验的应用等方面分类阐述结构混合试验的最新进展。 相似文献
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针对结构弹性时程分析时无法考虑周期折减的问题展开研究,通过对比结构时程分析的过程中,地震波的选取是否考虑周期折减的差异,提出采用增大系数放大时程分析法输入地震波有效峰值加速度以及地震响应;考虑弹性时程分析过程中,周期折减对结构地震作用的增大效应。理论分析增大系数取值的影响因素,并基于单自由度体系对比两种调整方法的效果及差异,采用实际算例以验证所提出弹性时程分析中考虑周期折减调整方法的有效性。结果表明:增大系数的取值与周期折减系数、结构自振周期及场地特征周期等因素有关;对于单自由度体系,两种调整方法具有完全相同的调整效果;按文章提出方法考虑周期折减的算例结构,弹性时程分析所得各楼层地震剪力及层间位移角与考虑周期折减的反应谱(CQC)计算结果均较为接近。 相似文献