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海上风机是一种高柔性海洋结构物,其支撑结构的动力响应对风、浪、流等环境因素、风机荷载及基础刚度的影响异常敏感。建立基础-塔架-顶部集中质量为一体的风机简化计算模型,在底部弹性约束条件下考虑水平刚度和转动刚度之间的耦合。基于改进后的计算模型、经典微分方程及其边界条件,通过对方程的求解,系统研究底部基础刚度和顶部竖向轴压等设计参数对结构前四阶自振频率的影响规律。本文研究结论在一定程度上可揭示风机运行过程中因基础刚度变化而引起的支撑结构动力特性变化规律,可为今后实际工程中风机基础、支撑结构的选型及设计提供相关启示。 相似文献
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以承受水平荷载为主的海上风力发电机在风、浪等荷载的共同作用下其结构—地基系统具有复杂的受荷特性,使得基础周围的地基土表现出复杂的应力变化特性。本文通过数值计算分析了海上风机上部结构所受水平荷载与波浪荷载的作用方向夹角以及荷载频率对地基土应力状态的影响,揭示了海上风机单桩结构地基土的典型应力时程变化及分布规律。结果表明海上风电结构地基土的应力幅值大小和主应力方向角都在发生变化,上部水平荷载与波浪荷载间的夹角以及二者的频率都对地基土的应力状态,特别是主应力方向角的旋转产生了很大影响。 相似文献
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系统自振频率限制是海上风机结构设计中的一个关键因素。运行状态下风机动力荷载会引起基础的水平侧移,较大的水平侧移会导致基础刚度的降低,进一步影响风机系统的自振频率。该文基于有限元软件ABAQUS平台,建立单桩式海上风机结构系统的自振频率数值模型,并讨论运行状态下基础水平侧移对大直径海上风机系统自振频率的影响。模型中考虑了塔筒的变截面特性;桩-土相互作用通过p-y曲线方法模拟;桩和塔采用梁单元模拟;通过Pushover分析汇总出水平侧移引起的桩顶水平刚度。研究结果表明:桩基侧向位移会降低风机结构体系的自振频率;桩基侧向位移对基频的影响较小,对高阶频率的影响显著;大直径海上风机的频率计算中可忽略风机运行状态对体系自振频率的影响。 相似文献
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地铁循环荷载作用下饱和软黏土的动力特性研究对于揭示软黏土在地铁荷载下的孔压、强度以及变形模式具有重要意义,可以为控制地铁长期沉降、降低运营风险提供理论依据。试验加载形式的不同会带来不同的动力特性表征,需选取最能反映地铁列车真实性质的荷载形式。本文在列车荷载作用下研究土动力特性,采用室内动三轴试验的方法,对比分析不同形式下动力荷载作用效果。试验研究表明:偏压正弦波可以作为简化波形研究列车荷载,它不仅可以确保加载过程中地基土只有压应力,而且能较好地模拟列车循环荷载。 相似文献
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海上风机结构系统频率是海上风机结构和基础设计考虑的关键因素之一，桩-土相互作用对海上风机结构系统频率影响显著。基于欧拉-伯努利梁理论和传递矩阵方法，考虑水-桩-土相互作用及塔筒变截面特性，建立单桩式海上风机结构系统横向振动自振频率特征方程；将桩-水相互作用等效为附加质量、桩-土相互作用等效为线性弹簧，变截面塔筒等效为多段均匀梁，利用MATLAB中fsolve函数求解固有频率。通过与有限元分析结果进行对比，验证本文方法精度与有效性，并将本文方法应用于实际工程中，研究桩基础埋深、上部质量、转动惯量和桩-水相互作用对单桩式海上风机结构系统自振频率的影响。 相似文献
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吸力锚基础海上安装方便、定位精确且具有较大上拔承载力,可作为张力腿平台的系泊基础,在深水油气工程应用广泛。服役过程中,作用在吸力锚基础上的荷载一般为一定预张力上的单向循环动力作用,动力荷载可分为波频荷载和二阶低频慢漂荷载,其中波频荷载的幅值较小但周期短,低频荷载幅值较大但周期较长。本文建立多孔介质海床中吸力锚在定常力基础上承受循环上拔荷载的有限元模型,对锚体周围的孔压响应特性进行数值计算与分析,重点分析比较波频荷载和低频慢漂荷载作用下的振荡和残余孔压的变化趋势与影响范围。研究表明,循环上拔荷载作用下吸力锚外侧浅层土体孔压累积显著,降低土体有效应力,弱化筒壁-土体摩擦阻力,有可能引起吸力锚失效模式的转化;循环荷载的幅值和周期都将对孔压响应的大小和分布造成一定影响。 相似文献
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土体动力特性主要与其受力状态、土体加载类型、试验控制方式以及荷载等参数有关。以往非饱和黄土累积变形试验研究通过单向动应力加载方式开展相关研究,并不能真实反映土体受力状态。现运用WF-12440型动三轴-空心圆柱扭剪试验系统,通过单向荷载和双向荷载两种不同的动应力加载方式,进行黄土的长期重复载荷试验,对比不同动应力加载方式对非饱和黄土累积变形发展特征的影响。试验结果发现：黄土在单向荷载或双向荷载作用下,其软化指数均随着循环次数的增加,呈非线性减小的趋势,在相同循环振次时,土体软化指数随着动应力幅值的增大而减小;黄土在不同加载方式作用下,软化指数减小速率在循环振次100次以内较快,后期随振次增加,土体软化速率逐渐趋于平稳;黄土在双向荷载作用下,当轴向动荷载较小时,径向荷载的施加,将加速黄土的软化程度,随着轴向动荷载的增大,径向荷载对黄土软化的影响逐渐减弱,其对于黄土变形的影响存在一临界轴向循环动应力。本研究的开展,可更准确地进行不同荷载耦合变化下,黄土场地震陷评估或路基土体变形计算,实现有效控制路基的整体稳定和工后沉降量,以期根据路基土参数预测后期沉降,极具重要的科研和工程意义。 相似文献
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多层住宅新型复合结构的固有频率计算分析 总被引：3，自引：0，他引：3
对所提出的多层住宅新型复合结构体系进行了动力性能分析。在满足静力荷载作用下承载力要求的基础上，根据结构动力学原理，推导了该结构体系的动力特征方程，分析了，复合结构体系的支撑截面和层数变化对动力特征的影响，计算显示，增加支撑对提高结构的频率即抗侧刚度有明显作用，且随支撑截面尺寸增大，固有频率单调增加。增加结构的层数固有频率减小，变化规律趋于收敛。根据动力特征方程计算的结构固有频率值，拟合了频率曲线，并推出了综合考虑支撑截面及结构层数影响的频率计算公式，和理论计算结果符合较好。 相似文献
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作为海洋平台的基础部分,桶形基础不仅承受海洋平台结构及自身重量等竖向荷载的长期作用,而且往往还遭受波浪等所产生的水平荷载及力矩等其它荷载分量的作用。因此,确定软基上桶形基础在竖向荷载（V）、水平荷载（H）和力矩（M）等共同作用下的承载特性,建立其在复合加载模式下的破坏包络面,并进而依此评价海洋平台基础及地基的稳定性,是桶形基础设计与施工中的关键问题。在大型通用有限元分析软件ABAQUS平台上,采用基于Mises屈服准则的完全弹塑性本构模型,对横观各向异性软基上桶形基础的承载性能进行了三维弹塑性数值分析,探讨了软黏土不排水抗剪强度的各向异性对单个荷载和复合加载作用下桶形基础承载性能的影响。 相似文献
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为开发金属橡胶三向隔震器,文中针对不同成型密度的不锈钢丝金属橡胶试件,分别在拟静力、动力荷载作用下进行压缩和剪切性能试验,测试试件成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率等因素对金属橡胶材料压缩和剪切滞变性能的影响规律,分析研究各试件的力学性能和阻尼性能。研究结果表明,金属橡胶材料承受压缩和剪切变形时均具有良好的变形能力(压缩荷载下可回复变形达40%,剪切荷载下可回复变形达80%),其滞变耗能能力随着试件成型密度的增大而增大;加载频率和加载次数对金属橡胶压缩和剪切滞变性能几乎没有影响;压缩荷载下试件的割线模量大于剪切荷载下的割线模量,但压缩变形时的等效阻尼比小于剪切变形下的等效阻尼比。 相似文献
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以西安地铁2号线为研究原型,根据模型试验相似准则,设计了列车荷载作用下地裂缝-地铁隧道-地层动力相互作用试验模型。根据试验需求及场地条件,确定采用模型试验箱进行试验,模型试验箱考虑了地铁隧道与地裂缝的不同交角,可以分别模拟地铁隧道与地裂缝呈90°正交、60°斜交、30°斜交的情况,同时,试验采用激振器模拟了不同频率的车辆振动荷载。根据相似原理,合理确定了几何参数、地铁隧道及围岩材料参数、动力加载方式及动力试验参数,以期通过模型试验来研究地铁隧道-地裂缝-地层在列车振动荷载作用下的动力响应规律,为列车振动控制措施研究提供参考。 相似文献
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不同地域的软黏土表现出不同的动力学特性，针对舟山地区海相软黏土，采用Wille动三轴仪开展了一系列不排水三轴试验，研究了不同加载频率及循环应力比对软黏土的动应力-应变-孔压及软化指数等的影响规律。结果表明：低频荷载的应力-应变滞回曲线对应的面积较大且曲线趋势更倾向于应变轴，随着循环次数的增加土体的软化程度明显增加(软化指数减少),且在高循环应力比下产生较大的累积塑性应变和残余动孔压；在低频较大循环振次和高频荷载作用下，不仅需要关注循环应力比CSR的影响，也需要进一步分别关注围压和轴向偏应力各自数值不同所导致的土体累积塑性应变、残余动孔压的变化；降低循环应力比可以显著减少不同频率荷载对软黏土地基动力特性的影响。此外，实验所测的累积塑性应变和残余动孔压分别采用相关修正模型拟合，取得了一致的拟合结果。该研究将为舟山海相软黏土的工程应用提供参考依据。 相似文献
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通过14根铰支焊接工字形支撑在不同特征的循环轴向位移荷载下的低周疲劳试验，研究了循环轴向位移荷载的位移幅值、平均位移幅值及加载次序等因素对钢支撑低周疲劳及耗能性能的影响。研究发现，对称循环荷载中幅值越小，支撑翼缘局部屈曲发展越晚，其耗能及承载力退化也越平缓。文中提出了支撑在幅值6δ≤Δδ≤12δy的对称循环荷载下的疲劳寿命经验公式。试验表明，循环荷载的位移幅值是支撑疲劳损伤及耗能退化的最主要影响因素，过载峰效应及适当的平均压位移幅值改善了钢支撑低周疲劳及耗能性能。 相似文献