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拱坝静动力特性的数值模拟分析

作者：黄朝刚，杨转运，杨波， HUANG Chao-gang， YANG Zhuan-yun， YANG Bo

作者单位：黄朝刚,HUANG Chao-gang(四川省冶金地质勘查局四川鑫顺矿业股份有限公司,四川成都,610041)，杨转运,YANG Zhuan-yun(四川建筑职业技术学院市政工程系,四川德阳,618000)，杨波,YANG Bo(中国葛洲坝

集团第六工程公司,湖北宜昌,443002)

刊名：

交通科技与经济

英文刊名：Technology & Economy in Areas of Communications

年，卷(期)：2014,16(5)

引用本文格式：黄朝刚.杨转运.杨波.HUANG Chao-gang.YANG Zhuan-yun.YANG Bo拱坝静动力特性的数值模拟分析[期刊论文]-交通科技与经济 2014(5)

弧形闸门静动力特性分析研究

弧形闸门静动力特性分析研究吴琦斌摘要：建立了某水电站大型弧形闸门的有限元模型,分析和研究了在闭门挡水状态的闸门主要部件的应力状态和变形情况。并对闸门在考虑流固耦合和不考虑流固耦合两种情况下的自振特性(频率和振型)进行研究。为闸门的结构优化设计提供了依据。关键词：弧形闸门；静力特性；自振特性；流固耦合 The Radial Gate Static And Dynamic Characteristics Analysis Research Wu qibin Abstract：The finite element model of a hydropower station large radial gate was established. The main components stress and deformation state of gate was analyzed and researched in the condition of closed water retaining. Natural vibration characteristics (frequency and vibration mode) of the gate were performed considering fluid-structure coupling and ignoring fluid-structure coupling. The analysis and research provide the basis for structure optimization design of the gate. Key words: radial gate; static characteristics; natural vibration characteristics; fluid-structure coupling 0 引言弧形闸门被作为水闸中最简单、经济、灵活的一种门型，得到了广泛的应用。然而在我国几十年的使用过程中，还是出现了不少的问题，通过对闸门的破坏事件[1]统计可知：一方面是由于设计及结构布置的不合理，如按平面体系设计时不能准确反应闸门各构件间的相互联系以及非计算构件在闸门上的作用，使得某些关键部位安全富裕度不够、闸门两侧止水漏水引起的闸门自激振动，支臂刚度较差导致的支臂失稳破坏；传统的闸门大多是按平面结构体系方法进行设计，仅在主框架平面内进行计算，不能全面反映闸门的空间受力情况，会造成闸门强度和整体结构的不协调[2]。另一方面是由于闸门在启闭及局部开启运行中由于外部激励源的作用而产生振动，当激励源的频率与结构的固有频率接近时，结构会发生共振，造成闸门及周围建筑物的破坏。因此对已设计运行的弧形闸门进行静力及动力特性分析是很有必要的[3]。 1 弧形闸门静力特性分析 1.1有限元模型弧形闸门主体结构主要由门叶、支臂和支铰三大部分组成。门叶主要由主、次横梁、主、次纵梁、肋板，上下底梁、边梁等构件组成。支臂用于支承主横梁或者主纵梁，主梁与支臂构成主框架，它们承受由面板和次梁传递来的自重和水压力等荷载，然后将力传递给支铰，最后通过支铰把力传递给闸墩。作者简介：吴琦斌（1989-），男，E-mail：wqb10086 @https://www.wendangku.net/doc/d614355375.html,

检测系统的静态特性和动态特性

检测系统的静态特性和动态特性检测系统的基本特性一般分为两类：静态特性和动态特性。这是因为被测参量的变化大致可分为两种情况，一种是被测参量基本不变或变化很缓慢的情况，即所谓“准静态量”。此时，可用检测系统的一系列静态参数（静态特性）来对这类“准静态量”的测量结果进行表示、分析和处理。另一种是被测参量变化很快的情况，它必然要求检测系统的响应更为迅速，此时，应用检测系统的一系列动态参数（动态特性）来对这类“动态量”测量结果进行表示、分析和处理。研究和分析检测系统的基本特性，主要有以下三个方面的用途。第一，通过检测系统的已知基本特性，由测量结果推知被测参量的准确值；这也是检测系统对被测参量进行通常的测量过程。第二，对多环节构成的较复杂的检测系统进行测量结果及（综合）不确定度的分析，即根据该检测系统各组成环节的已知基本特性，按照已知输入信号的流向，逐级推断和分析各环节输出信号及其不确定度。第三，根据测量得到的（输出）结果和已知输入信号，推断和分析出检测系统的基本特性。这主要用于该检测系统

的设计、研制和改进、优化，以及对无法获得更好性能的同类检测系统和未完全达到所需测量精度的重要检测项目进行深入分析、研究。通常把被测参量作为检测系统的输入（亦称为激励）信号，而把检测系统的输出信号称为响应。由此，我们就可以把整个检测系统看成一个信息通道来进行分析。理想的信息通道应能不失真地传输各种激励信号。通过对检测系统在各种激励信号下的响应的分析，可以推断、评价该检测系统的基本特性与主要技术指标。一般情况下，检测系统的静态特性与动态特性是相互关联的，检测系统的静态特性也会影响到动态条件下的测量。但为叙述方便和使问题简化，便于分析讨论，通常把静态特性与动态特性分开讨论，把造成动态误差的非线性因素作为静态特性处理，而在列运动方程时，忽略非线性因素，简化为线性微分方程。这样可使许多非常复杂的非线性工程测量问题大大简化，虽然会因此而增加一定的误差，但是绝大多数情况下此项误差与测量结果中含有的其他误差相比都是可以忽略的。

沙湾矮塔斜拉桥静动力特性分析(精)

沙湾矮塔斜拉桥静动力特性分析本文以广州东新高速公路沙湾特大桥矮塔斜拉桥为工程背景,开展矮塔斜拉桥结构性能的分析研究,通过计算沙湾大桥在施工过程中和成桥运营阶段的静、动力响应,掌握了该大桥的受力状态,总结归纳了矮塔斜拉桥的一些结构特性。本文主要工作包括以下几点:(1)运用大型桥梁结构分析软件桥梁博士 V3.03建立沙湾大桥全桥平面梁单元结构模型,详细计算该桥在施工、运营阶段的结构静力力学行为。(2)分析混凝土收缩、徐变等主要时间效应因素对成桥后期结构的影响,计算分析运营阶段活载、风荷载、体系温度变化、温度梯度等各单独工况作用及各种组合下桥梁静力响应。(3)运用大型桥梁结构分析软件MIDAS2006建立沙湾大桥全桥空间梁单元结构模型,计算大桥的自振频率与周期;采用程序的反应谱分析功能计算大桥的振型,完成大桥的初步抗震分析工作。(4)沙湾特大桥采用二次调索施工措施,使得斜拉索在施工阶段的最大应力和最小应力比较均匀。在荷载作用下斜拉索的安全系数接近1.67,小于常规斜拉桥,提高了拉索的利用率。(5)沙湾特大桥的一阶自振周期为3.546s,远小于同等跨度斜拉桥的基本周期。矮塔斜拉桥的自振频率介于连续梁(刚构)与常规斜拉桥之间,属于刚柔相济的桥型。本文通过对沙湾特大桥的静、动力分析,较全面地掌握了该矮塔斜拉桥的力学特性,提出了该类桥梁设计中应注意的关键细节,为今后同类桥梁的设计和施工提供了良好的参考和借鉴。同主题文章 [1]. 李黎,陈伟,龙晓鸿,胡亮. 四渡河特大悬索桥静力非线性分析' [J]. 华中科技大学学报(城市科学版). 2006.(02) [2]. 何新平. 矮塔斜拉桥的设计' [J]. 公路交通科技. 2004.(04) [3]. 赵卫东. 浅谈做好施工阶段投资控制的方法' [J]. 建筑设计管理. 2010.(01) [4]. 权刚. 特征值区域控制原理及其在电力系统稳定控制中的应用' [J]. 吉林电力. 1988.(Z1) [5]. 王治钧. 谈给排水工程的施工管理' [J]. 广东科技. 2009.(24) [6]. 王俊,刘立新,赵静超. 折线先张预应力混凝土梁施工阶段性能试验研究' [J]. 中外公路. 2009.(06) [7]. 季智敏. 建筑工程施工阶段成本管理与控制探讨' [J]. 中国高新技术

系统动态特性分析

系统动态特性分析。（1）时域响应解析算法――部分分式展开法。用拉氏变换法求系统的单位阶跃响应，可直接得出输出c(t)随时间t 变化的规律，对于高阶系统，输出的拉氏变换象函数为： s den num s s G s C 11)()(?=? = （21）对函数c(s)进行部分分式展开，我们可以用num,[den,0]来表示c(s)的分子和分母。例 15 给定系统的传递函数： 24 50351024 247)(23423+++++++=s s s s s s s s G 用以下命令对 s s G ) (进行部分分式展开。 >> num=[1,7,24,24] den=[1,10,35,50,24] [r,p,k]=residue(num,[den,0]) 输出结果为 r= p= k= -1.0000 -4.0000 [ ] 2.0000 -3.0000 -1.0000 -2.0000 -1.0000 -1.0000 1.0000 0 输出函数c(s)为： 01 11213241)(+++-+-+++-= s s s s s s C 拉氏变换得： 12)(234+--+-=----t t t t e e e e t c （2）单位阶跃响应的求法：控制系统工具箱中给出了一个函数step()来直接求取线性系统的阶跃响应，如果已知传递函数为： den num s G = )( 则该函数可有以下几种调用格式： step(num,den) (22) step(num,den,t) (23) 或 step(G) (24) step(G,t) (25) 该函数将绘制出系统在单位阶跃输入条件下的动态响应图，同时给出稳态值。对于式23和25，t 为图像显示的时间长度，是用户指定的时间向量。式22和24的显示时间由系统根据输出曲线的形状自行设定。

电动汽车动力性能分析与计算

电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有：电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦

损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式：以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得：或由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得：式中PM为电动机的输出功率。用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。

仪表的特性有静态特性和动态特性

仪表的特性有静态特性和动态特性仪表的特性有静态特性和动态特性之分，它们所描述的是仪表的输出变量与输入变呈之间的对应关系。当输人变量处于稳定状态时，仪表的输出与翰人之间的关系称为睁态特性。这里仅介绍几个主要的静态特性指标。至于仪表的动态特性，因篇幅所限不予介绍，感兴趣的读者请参阅有关专著。 1.灵敏度灵饭度是指仪表或装置在到达稳态后，输出增量与输人增量之比，即K=△Y/△X式中K —灵教度，△Y—输出变量y的增量，△X—输人变量x的增量。对于带有指针和标度盘的仪表，灵敏度亦可直观地理解为单位输入变量所引起的指针偏转角度或位移盈。当仪表的“输出一输入”关系为线性时，其灵放度K为一常数。反之，当仪表具有非线性特性时，其灵敏度将随着输入变量的变化而改变。 2线性度一般说来，总是希望侧贴式液位开关具有线性特性，亦即其特性曲线最好为直线。但是，在对仪表进行校准时人们常常发现，那些理论上应具有线性特性的仪表，由于各种因素的影响，其实际特性曲线往往偏离了理论上的规定特性曲线(直线)。在高频红外碳硫分析仪检测技术中，采用线性度这一概念来描述仪表的校准曲线与规定直线之问的吻合程度。校准曲线与规定直线之间最大偏差的绝对值称为线性度误差，它表征线性度的大小。 3.回差在外界条件不变的情况下，当输入变量上升(从小增大)和下降(从大减小)时，仪表对于同一输入所给出的两相应输出值不相等，二者(在全行程范围内)的最大差值即为回差，通常以输出量程的百分数表示回差是由于仪表内有吸收能量的元件(如弹性元件、磁化元件等)、机械结构中有间隙以及运动系统的魔擦等原因所造成的。 4.漂移所谓漂移，指的是在一段时间内，仪表的输人一愉出关系所出现的非所期望的逐渐变化，这种变化不是由于外界影响而产生的，通常是由于在线微波水分仪弹性元件的时效、电子元件的老化等原因所造成的。在规定的参比工作条件下，对一个恒定的输入在规定时间内的输出变化，称为“点漂”。发生在仪表测量范围下限值七的点漂，称为始点漂移。当下限值为零时的始点漂移又称为零点漂移，简称零漂。 5重复性在同一工作条件下，对同一输入值按同一方向连续多次测量时，所得输出值之间的相互一致程度称为重复性。仪器仪表的重复性用全测量范围内的各输入值所测得的最大重复性误差来确定。所谓重复性误差，指的是对于高频红外碳硫分析仪全范围行程、在同一工作条件下、从同方向对同一输人值进行多次连续测量时，所获得的输出值的两个极限值之间的代数差或均方根误差。重复性误差通常以量程的百分数表示，它应不包括回差或漂移。

110kV耐张角钢塔ANSYS静动力特性分析

110kV耐张角钢塔ANSYS静动力特性分析随着输电线路电压等级的提高，对输电线路杆塔系统的静态和动态稳定性提出了更高的要求。本文基于已有设计杆塔图纸中角钢类型繁多，建模复杂等特点。为了缩短建模周期，提高建模质量，本文运用新的建模方式对架空输电杆塔进行建模。通过对华南沿海区域110kV耐张角钢塔的有限元建模和动静力分析，证明了该有限元建模方法的有效性和可行性。标签：输电杆塔；角钢；有限元建模随着我国经济建设的快速发展[1]，电力作为我国一项基本工业，其发展的速度直接影响、制约着其他产业的发展。现阶段，架空输电杆塔已经成为各国电力供应最重要的载体。作为高负荷的电能输送载体的输电线路体系，对国家经济生产和维持人民群众的日常生活正常运行担负着非常重要作用。 1、输电杆塔ANSYS建模 1.1输电杆塔建模的基本步骤该110J2J604型耐张输电杆塔塔高41.3m，根开9.8m，结构全采用角钢。此输电塔共采用了2种钢材，分别为Q235，Q345。本文采用桁梁混合模型对输电杆塔进行建模。由于模型中角钢种类多达30余种，不适合直接将输电杆塔几何模型直接导入有限元软件。有限元建模具体的实施步骤如下： a）根据设计的施工图纸建立三维几何模型，并获取几何模型的节点坐标； b）通过关键点在ANSYS中建立输电杆塔有限元模型； c）加载求解。 1.2采用的单元类型[2] 杆单元用于模拟桁架、缆索、链杆、弹簧等构件。该类单元只承受杆轴向的拉压，不能承受弯矩，节点只有平动自由度。不同的单元具有弹性、塑性、蠕变、膨胀、大转动、大挠度（也称大变形）、大应变（也称有限应变）、应力刚化（也称几何刚度、初试应力刚度等）等功能。 LINK180无实常数型初应变，但可以输入初应力文件，可考虑附加质量；

什么是汽轮机调节系统的静态特性和动态特性

1.什么是汽轮机调节系统的静态特性和动态特性? 答：调节系统的工作特性有两种，即动态特性和静态特性。在稳定工况下，汽轮机的功率和转速之间的关系即为调节系统的静态特性。从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程的特性叫做调节系统的动态特性，是指在过渡过程中机组的功率、转速、调节汽门的开度等参数随时间的变化规律。 2.汽封的作用是什么?轴封的作用是什么? 答：为了避免动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙，这些间隙的存在势必导致漏汽，为此必须加装密封装置----汽封。根据汽封在汽轮机中所处位置可分为：轴端汽封(简称轴封)、隔板汽封和围带汽封(通流部分汽封)三类。轴封是汽封的一种。汽轮机轴封的作用是阻止汽缸内的蒸汽向外漏泄，低压缸排汽侧轴封是防止外界空气漏入汽缸。 3.低油压保护装置的作用是什么? 答：润滑油油压过低，将导致润滑油膜破坏，不但要损坏轴瓦。而且能造成动静之间摩擦等恶性事故，因此，在汽轮机的油系统中都装有润滑油低油压保护装置。低油压保护装置一般具备以下作用： ⑴润滑油压低于正常要求数值时，首先发出信号，提醒运行人员注意并及时采取措施。 ⑵油压继续下降至某数值时，自动投入辅助油泵(交流、直流油泵)，以提高油压。 ⑶辅助油泵起动后，油压仍继续下跌到某一数值应掉闸停机，再低时并停止盘车。当汽轮机主油泵出口油压过低时，将危及调节及保护系统的工作，一般当该油压低至某一数值时，高压辅助油泵(调速油泵)自起动投入运行，以维持汽轮机的正常运行。 4.直流锅炉有何优缺点? 答：直流锅炉与自然循环锅炉相比主要优点是： (1)原则上它可适用于任何压力，但从水动力稳定性考虑，一般在高压以上(更多是超高压以上)才采用。 (2)节省钢材。它没有汽包、并可采用小直径蒸发管，使钢材消耗量明显下降。 (3)锅炉启、停时间短。它没有厚壁的汽包，在启、停时，需要加热、冷却的时间短．从而缩短了启、停时间。 (4)制造、运输、安装方便。 (5)受热面布置灵活。工质在管内强制流动．有利于传热及适合炉膛形状而灵活布置。

结构动力稳定性的分析方法与进展_何金龙

结构动力稳定性的分析方法与进展何金龙1,法永生2 (1.卓特建筑设计有限公司,广东佛山528322;2.上海大学土木工程系,上海200074) 【摘　要】　就目前结构动力稳定性问题这一研究领域的若干基本问题,常用的处理方法,判别准则与实验研究方法以及目前取得的主要成果作了简要总结和综述,并且对结构动力稳定性分析与研究今后的发展方向进行了展望。【关键词】　结构;　动力稳定性;　处理方法;　判别准则;　实验研究【中图分类号】　T U311.2 【文献标识码】　A 根据结构承受荷载形式的不同,可以将结构稳定问题分为静力稳定和动力稳定两大类。动力载荷作用下结构的稳定性问题是一个动态问题,由于时间参数的引入,使问题变得极为复杂。对于结构动力稳定性的定义一直难以确切给出,这是因为结构自身动力特性具有复杂性使得其在数学意义上的定义很难予以准确表达[1]。长期以来,力学工作者致力于结构稳定性问题的研究,在发展了经典稳定性理论的同时也极大地推动了动力稳定理论研究的前进。如稳定性判定准则的建立、临界载荷的确定、初缺陷的影响或后分叉分析等。理论分析和实验研究逐渐增多,使得这门学科不仅在理论上形成了一个庞大而复杂的体系,而且具有重要的实用价值。可以说,现在的结构动力稳定性研究分析已经是结构动力学、有限元法、数值计算方法及程序设计等诸多学科相互交叉、有机结合的产物,属于现代工程结构研究领域中的一个重要分支。 1　结构动力稳定性的分类及主要的研究问题结构动力稳定性就其承载的动力形式大致可以分为三类。 (1)结构在周期性荷载作用下的动力稳定性。在简谐荷载等周期性荷载作用下,当结构的自振频率与外载荷的强迫振动频率非常接近时,结构将产生强烈的共振现象;当结构的横向固有振动频率与外荷载的扰动频率之间的比值形成某种特定的关系时,结构将产生强烈的横向振动,即参数振动。对于这类问题,前苏联学者符华·鲍络金(Bolito n)在其著作《弹性体系的动力稳定》中给出了较全面的分析和论述。他们导出的区分稳定区和不稳定区的临界状态方程是一个周期性方程,即M athieu-Hill方程。在周期相同的解之间存在着不稳定区域,便把问题归结为确定微分方程具有周期解的条件,从而解决了稳定的判别问题。但是对于大变形的几何非线形结构,结构的刚度矩阵需要经过迭代,微分方程非常复杂,这些理论将难以成立。 (2)结构在冲击荷载作用下的动力稳定性。在这种情况下,结构的动力稳定性与冲击类型密切相关,而且首要问题在于合理、实用的判别准则,它不仅要在逻辑上站得住脚,又要在实际上可行,遗憾的是这个问题至今未能形成一致的看法。目前对结构承受瞬态冲击作用下的冲击稳定性的试验和理论研究主要集中在理想脉冲以及阶跃荷载下的动力稳定性。在脉冲荷载作用下发生的动力屈曲称为脉冲屈曲,已有的研究表明[2][3][4],脉冲屈曲是一类响应式屈曲或者动力发展型屈曲。阶跃荷载是一类具有恒定幅值和无限长持续时间的载荷形式。在试验或者实际当中,固体与固体之间的冲击引起的屈曲就可看作脉冲冲击。 (3)结构在随动荷载作用下的动力稳定性。所谓随动荷载是指随着时间的变化荷载的幅值保持不变而方向发生变化的作用力,它是非保守力。它的分析将极其复杂,目前还难以见到可借鉴的动力稳定性分析文献。因此,许多学者通常采用结构动力学响应分析常用的手段,将这类荷载作为确定性荷载进行分析。通过对结构的动力平衡路径全过程进行跟踪,根据结构的各参数在动力平衡路径中的变化特性,对结构的动力稳定性进行有效的判定[5]。综上所述,目前国内外动力稳定性研究的现状大致为:对周期荷载下的参数动力稳定性问题、在冲击荷载作用下的冲击动力稳定性问题和阶跃荷载下的参数阶跃动力稳定性问题研究较多,并取得了满意的效果[6][7][8]。恒幅阶跃载荷及矩形脉冲载荷或其它冲击载荷作用下杆的动力稳定问题也有很多研究,并从不同的角度建立了一些稳定性判定准则。但冲击载荷作用下板的动力稳定问题还没有获得广泛和深入的研究。对于较为复杂的冲击荷载作用下结构的动力稳定性问题,目前的研究主要集中于理想脉冲载荷和阶跃载荷作用下结构的动力稳定问题。在这类问题的分析中,最常采用的屈曲准则有B-R准则、Simitses总势能原理和放大函数法。对非周期激振、参数激振和强迫激振耦合引起的动力稳定问题研究较少;对弹性基本构件和简单模型研究较多(如周期激励下的柱子、梁、拱及壳等已得到了成功的分析),对复杂工程结构研究较少。对于在地震、风荷载等任意动力荷载作用下的具有较强的几何非线性的结构的动力稳定性问题,国内外这方面的文献资料虽然最近几年也有一些,但距离真正地合理解决这类动力稳定性问题还有许多工作要做。 [收稿日期]2006-06-12 [作者简介]何金龙(1962～),男,工学学士,一级注册结构工程师,主要从事工业与民用建筑设计工作。 155 　·工程结构·　四川建筑　第27卷2期　2007.04

基于ANSYS的某型压力容器静态与动态特性分析

第33卷第3期2 0 18年8月青岛大学学报（工程技术版）JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY (E&T) Vol. 33 No. 3 Aug. 2 0 18文章编号 # 1006 - 9798(2018)03 -0120 - 05; DO * 10.13306/1 1006 - 9798.2018.03.022 基于ANSYS 的某型压力容器静态与动态特性分析黄妮，戴作强 (青岛大学机电工程学院，山东青岛266071) 摘要：针对压力容器容易发生强度失效和稳定失效等问题，本文基于A N S Y S 软件对某型压力容器的静态与动态特性进行研究，获取了其应力集中危险位置。在三维建模软件S o lid W o rk s 中，建立压力容器的三维几何模型，使用自由边划分中面进行网格划分，并给出了载荷及边界条件，将前处理完成的压力容器模型以c d b 格式导人A N S Y S 软件中进行求解，并在空罐状态下对压力容器进行动力学特性分析。分析结果表明，该压力容器的静强度具有一定的余量，不会发生强度失效；在空罐状态下，压力容器筒体和封头容易发生共振，可以在筒体位置适当增加阻尼和约朿，以加强其稳定性，或者在振型最大处增大厚度以提高刚度，防止和避免共振带来的危害。该研究保障了压力容器在操作工况下安全可靠。关键词：压力容器；A N S Y S #静强度分析；模态分析中图分类号：T H 49 文献标识码：A 压力容器是化工生产中极为重要的一类储运设备[1]，随着存储介质质量和种类的变化，压力容器产生失效事故的可能性在不断增加，所以对压力容器进行静态和动态特性研究，分析其结构可靠性具有重要意义。近年来，对压力容器可靠性的研究有许多。郑云虎等人）]采用静强度和模态分析结合的方法，对立式圆柱薄壁容器的振动特性进行了研究，获得了压力容器的强度和刚度薄弱位置；张自斌等人）]对压力容器的宏观力学响应进行了分析，并作出应力安全评定，同时运用子模型技术对压力容器接管区域进行了更为精确的应力分析；赵积鹏等人）] 采用特征值屈曲分析方法，得出了压力容器屈曲模态形状和临界外压，提出了压力容器安全使用的临界条件；朱国樑）]应用A N S Y S 分析了立式厚壁压力容器筒体与封头的应力分布特点，提出了优化措施；马言等人）]针对压力容器分层缺陷的扩展问题，从动力学角度对压力容器进行模态分析，找到了分层缺陷扩展的原因。基于此，本文从静态和动态两方面研究某型压力容器的静强度薄弱环节和抗振性能不足之处，根据有限元分析结果，对其进行安全性能评价及动力学特性分析，保障压力容器在操作工况下安全可靠。该研究对分析压力容器的结构可靠性具有重要意义，具有一定的实际应用价值。 1三维模型的建立液体干燥器的容积约为51 m 3，由筒体、封头和裙座等组成。压力容器总长约为15 900 mm ,其中，筒体高度 10 BOOmm ,筒体前段厚度为26 mm ,筒体后段厚度为34 m m ,封头为标准椭圆形，其内径A =2 B O O mm ,两端封头厚度为29. 62 m m ，裙座厚度为20 m m ，个地脚螺栓对称分布于裙座底端。压力容器材料为Q 345R ，材料性能如表1所示。在三维建模软件S o lid W o rk s 中，建立压力容器三维几何模型，压力容器三维图如图1所示。在有限元分析中，微小的结构可能导致建模时间和计算量大幅增加，因此应抓住模型主要影响因素，忽略其次要影响因素，对其进行简化处理78]。对该压力容器焊缝、温度计热电偶口、露点仪口、放空口、公用工程口及小倒角等进行简化，压力容器简化模型如图2所示。2 有限元前处理2.1中面处理及网格划分 H y p e rM e sh 是一个高质量高效率的有限元前处理器，其强大的几何清理功能大大简化了对复杂几何进行仿收稿日期# 2017-12-10;修回日期# 2018 - 02 - 20 基金项目：黄妮（1994 -)，女，湖南常德人，硕士研究生，主要研究方向为电动汽车智能化动力集成技术。作者筒介：戴作强（1962 -)，男，硕士，教授，主要研究方向为锂离子电池材料与系统。Email: daizuoqiangqdu@https://www.wendangku.net/doc/d614355375.html, 表1材料性能杨氏弹性密度/屈服极材泊松比模量/Pa k g /m 3限/ M P a Q 345R 2. 1X 1011 0.37 890345

基于ANSYS钢桁架桥的静动力分析

基于ANSYS钢桁架桥的静动力分析黎波含华北科技学院摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了空间有限元建模;对桁架桥进行了静力分析和动力分析（模态分析），作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面，在对桁架桥进行模态分析时，主要绘制出了桁架桥的八阶模态振型图，得出一些结论，这些都为桥梁的设计、维护、检测提供了一些技术参数。关键词：ANSYS；钢桁架桥；模态分析；动力特性引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其进行静动力学分析了解其受力特性具有重要的意义。基于此文中对某下承式钢桁梁桥进行了静动力学分析，初步得到了该桥的一些静动力学结果该结果对桥梁的设计、维护、检测具有一定的指导意义。 1工程简介某一下承式简支钢桁架桥桥长72米，每个节段12米，桥宽10米，高16米。桥面板为0.3米厚的混凝土板，桁架桥的杆件均使用的是工字型截面但型号有所不同，钢桥的形式见图1，其结构简图见

图2 图1 图2 刚桁架桥简图所用的桁架杆件有三种规格，见表1 表1 钢桁架杆件规格杆件截面号形状规格端斜杆 1 工字形400X400X16X16 上下弦 2 工字形400X400X12X12 横向连接梁 3 工字形400X400X12X12 其他腹杆 4 工字形400X300X12X12 所用的材料属性见表2 表2 材料属性参数钢材混凝土弹性模量EX 2.1×1011 3.5×10 泊松比PRXY 0.3 0.1667 密度DENS 78502 2500 2 模型构建将下承式钢桁梁桥的各部分杆件，包括上弦杆、下弦杆、腹杆、

动力性治疗分析

??动力性案例分析动力性案例报告大纲一、初始访谈 - 来诊途径和方式 - 主诉：病人主要的痛苦（用他/她的话）,咨询的原因(外显的症状和潜在的原因) - 治疗师的印象和感觉 - 以前的治疗(如果有的话, 何时?多久?药物?) 以前的治疗经验带来的对咨询的期望. - 情绪状态,病人如何描述他的疾病. - 诊断性及动力性的考虑. 接受此病人的原因. 二、设置：时间治疗次数收费等三、重要的成长经历个人的发展, 家庭史, 目前心理社会状况, 专业发展, 目前工作学校教育, 父母职业, 年纪, 结婚多久, 兄弟姐妹几个? 年纪? 童年疾病、意外事件，父母、祖父母或兄弟姐妹的死亡？童年搬家经历，与主要的照料者的分离、丧失或变更？何时发生？多常更换照料者？目前婚姻状况，有孩子吗？几个？年纪？病人对自己成长经历的评价四、咨访关系 - 移情、反移情的发展 - 治疗联盟的建立与治疗关系的发展 - 治疗中的“关键时刻” - 具体互动的对话：治疗师的解释和病人的回应五：来诊者的动力学假设：核心冲突；防御机制六：治疗计划与结果在治疗设置内想达到什么目标？进展与目前状况，预后如何。如果是以个案督导为目的的报告，需要在最后指出自己的困惑和督导目标 ??动力学诊断技术一、防御机制二、移情反移情三、核心冲突 1、冲突是我们的一部分并贯穿我们的整个人生，是精神分析性神经症的核心。冲突来源于基本的力比多需要，大致有：被动和依赖相关的需要，它们与要求被呵护和依附的需要相关主动和自主相关的需要，与被动需求之间产生特别的互动性的需要弗洛伊德特别强调此点将人类所有的打击归于性驱力和攻击。今天的观点有所不同。攻击的需要涉及的范围很广从adgredi （攻击）到攻击性施虐自我价值的需要越来越重要与神经症发展相关的自恋驱力促使个体努力为自身获得一个可被接受的形象我们要区分： 1）外部冲突：如与其他人、事物、动物之间产生外部冲突的处理方式：调整环境，解决冲突----积极适应环境调整自己：延迟满足、用幻想满足、中立化----成功解决冲突

橡胶件的静、动态特性及有限元分析

橡胶件的静、动态特性及有限元分析北方交通大学硕士学位论文　橡胶件的静、动态特性及有限元分析　姓名：郑明军申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：谢基龙　 2002.2.1 file:///E|/Material/new download/Y476948/Paper/pdf/fm.htm2007-7-3 11:31:00

目录文摘英文文摘第一章绪论 1.1引言 1.2选题背景 1.3本论文的主要研究内容第二章橡胶类材料的本构关系 2.1引言 2.2橡胶材料的本构关系2.2.1橡胶材料的统计理论2.2.2橡胶材料的唯象理论2.3橡胶材料的应力应变关系2.4小结第三章非线性橡胶材料的有限单元法 3.1引言 3.2非线性橡胶材料的罚有限元法3.3非线性橡胶材料的混合有限元法3.4非线性橡胶材料的杂交有限元法 3.5ANSYS软件的非线性有限元分析方法3.6小结第四章橡胶材料常数的研究 4.1引言 4.2测定橡胶材料常数的实验方法 4.3 Mooney-Rivlin型橡胶材料常数C1和C2的测定4.4橡胶硬度对Mooney-Rivlin型橡胶材料常数的影响 4.4.1橡胶硬度与弹性模量的关系4.4.2橡胶柱的压缩试验 4.4.3橡胶柱的有限元分析 4.4.4橡胶支座的有限元分析 4.4.5不同硬度下橡胶材料常数C1和C2的确定5小结第五章橡胶夹层的断裂分析 5.1引言 5.2双悬臂橡胶夹层梁的有限元分析5.2.1试验研究 5.2.2有限元分析 5.2.3计算结果分析 5.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.3.1双悬臂橡胶夹层梁界面J积分5.3.2双悬臂橡胶夹层梁应变能释放率G 5.3.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.4双剪切橡胶夹层的有限元分析 5.5双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 5.5.1双剪切橡胶夹层界面断裂韧性 5.5.2双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 6小结第六章橡胶弹性车轮动态特性分析 6.1引言 6.2橡胶弹性车轮的特点 6.3橡胶弹性车轮的结构 6.4橡胶弹性车轮的有限元分析6.4.1橡胶弹性车轮的有限元分析 6.4.2橡胶弹性车轮的减振效果 6.4.3橡胶硬度对弹性车轮动态特性的影响6.5小结第七章结论 7.1橡胶材料常数的研究 7.2橡胶夹层的断裂分析 7.3橡胶弹性车轮动态特性分析参考文献致谢

螺栓联接的静动态特性

实验一受轴向载荷螺栓联接的静态特性螺栓联接是广泛应用于各种机械设备中的一种重要联接形式，受预紧力和轴向工作载荷的螺栓联接中，最常见的应用实例是气缸盖与气缸体的联接，如图1-1所示。螺栓受到的总拉力F 0除了与预紧力F '和工作载荷F 有关外，还受到螺栓刚度C 1和C 2被联接件刚度等因素的影响。图6-2为一螺栓和被联接件的受力与变形示意图。图1-1 气缸盖与气缸体的联接图1-2 螺栓和被联接件受力、变形情况 (a)螺母未拧紧 (b)螺母已拧紧 (c)螺栓承受工作载荷图1-2(a)所示为螺栓刚好拧好到与被联接件相接触的的状态，此时螺栓和被联接件均未受力，因此无变形发生。图1-2(b)所示为螺母已拧紧，但联接未受工作载荷的状态，此时螺栓受预紧力F '的拉伸作用，其伸长量为1δ；而被联接件则在力F '的作用下被压缩，其压缩量为2δ。图1-2(c)所示为联接承受工作载荷F 时的情况，此时螺栓所受的拉力由F '增大至F 0 （螺栓的总拉力），螺栓的伸长量由1δ增大至11δδ?+；与此同时，被联接件则因螺栓伸长而被放松，其压缩变形减少了2δ?，减小到2δ''（222δδδ?-=''，2δ''为剩余变形量）；被联接件的压力由F '减少至F ''（剩余预紧力）。根据联结的变形协调条件，压缩变形的减少量2δ?应等于螺栓拉伸变形的增加量1δ?，即21δδ?=?。一、实验目的本实验通过计算和测量螺栓受力情况及静动态特性参数达到以下目的： 1. 了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况； 2. 计算螺栓相对刚度并绘制螺栓连接的受力变形图； 3. 验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响； 4. 通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联接强度的各项措施。二、实验设备及工作原理 1. 单螺栓连接实验台（如图1-3所示）

机械动力学与动态特性分析

课程名称：机械动力学与动态特性分析任课老师：蒙艳玫学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化姓名：韦荣发学号： 1211301011

1、用机械网络分析一下系统的简化模型：碎石机（用双重动力减震器）画出上述系统的机械网络图，设计和分析减振效果解：（1）由上图可得其机械网络图，如图1-1所示。图1-1 （2）设计与分析由图1-1机械网络图可知，整个系统会因偏心质量而发生振动，已知偏心质量m ，偏心距为e ，因此，激振力为：由以上条件，根据基尔霍夫节点定律列出位移响应方程： pcos wt （1）

导纳阵为：所以，若要消除m2、K2系统的振动，即在m2点激振时，其位移响应等于零，则其自导纳H22=0，所以，。所以：即，，此频率就是反共振频率，当激振力的频率等于该频率时，m2 和m3的位移等于零.因此在设计减振器时，只要合理的选择减振器的质量、刚度，使它在单独振动时的固有频率等于激振力的频率，就能够消碎石机的振动。 2、结合实际研究课题，以一实际结构或机器为对象，（1）作FRFS测试分析，试述： 1）目的结合甘蔗实地种植情况和蔗地地形, 利用ADAMS View建立一个轮式小型甘蔗收割机的样机模型, 对其行走转向性能进行仿真分析, 并在平路面基础上建立了田间常见障碍物模型,进一步对收割机越障性能进行仿真研究; 通过虚拟仿真和物理试验相结合的方法,分析比较了不同轴承及间距对刀轴刚性及甘蔗断面切割质盆的影响,并在此基础上提出了一种高刚性的轴承布局方法,为设计低破头率的小型甘蔗联合收获机切割器提供了依据. 2）方法、原理 ①选用多体动力学仿真软件ADAMS View作为仿真分析的软件平台 ②将切割器的结构在Pro/E软件中建立三维实体模型,然后将模型导入到ANSYS软件中,将轴承利用弹性单元进行模拟 3）实验装置，过程选用多体动力学仿真软件ADAMS View作为仿真分析的软件平台, 对轮胎、悬架转向盘和地面进行。简化建模。模型中所用到的是全局坐标系: 坐标原点在两前轮中心连线中点, 收割机前进方向为X轴负向, 垂直水平面向上为Y轴正向, Z轴正向由右手定则确定, 其质量和转动惯量与实际底盘相同。根据甘蔗种植情

汽车动力性、经济型分析

整车经济性、动力性分析栾焕明（哈尔滨航空工业集团动力研发）摘要：通过AVL CRUISE的仿真计算，优化速比，在保证整车动力性的前提下，提高整车经济性。通过仿真选优，提出了优化方案，并由试验进行验证。关键词：速比；优化主要软件：AVL CRUISE 汽车经济性、动力性的分析：汽车经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。汽车动力性的评定，通过分析汽车的驱动力和行驶阻力（牵引力）、车速与发动机转矩、变速器速比和主减速比、车速与发动机扭矩和转速之间的关系，以便尽量拓展车速范围和增大牵引力，最大限度的发挥动力总成的性能，满足复杂多变的使用条件。 1.整车主要参数及动力性指标： 1.1 整车主要尺寸与质量参数：整车长度（mm） 3745 前轮轮距（mm） 1300 整车宽度（mm） 1505 后轮轮距（mm） 1310 整车高度（mm） 1925 车轮滚动半径（mm） 273 轴距（mm）最大总质量（kg） 1610 1.2 整车主要动力性指标： a. 最高车速不小于130km/h; b. 最大爬坡度不小于32%; c. 直接档最低稳定车速不大于25 km/h; 2. 471发动机及变速器的主要技术参数 2.1发动机的特性：转速（r/min）扭矩（N·m）功率（kW） 1500 90.82 14.26 2000 94.89 19.87 2500 97.87 25.62 3000 104.35 32.78

3500 106.72 39.12 4000 104.22 43.66 4500 101.77 47.96 5000 99.45 52.07 5400 97.21 54.97 2.2 变速器1主要技术参数：主减速器传动比 i 0=5.125/4.3/3.909 最大输入扭矩（N·m） 108 最大扭矩转速（rpm） 3000～3500 档位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 传动比 i 1=3.652 i 2=1.948 i 3=1.424 i 4=1.000 I 5=0.795 2.3 变速器2主要技术参数：主减速器传动比 i 0=4.3/3.909 最大输入扭矩（N·m） 108 最大扭矩转速（rpm） 3000～3500 档位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 传动比 i 1=4.424 i 2=2.722 i 3=1.792 i 4=1.226 I 5=1

推进式堵水开关静动态特性分析

2012年12月第40卷第23期机床与液压 MACHINE TOOL ＆HYDRAULICS Dec．2012Vol.40No.23 DOI ：10．3969/j.issn.1001－3881.2012.23.013 收稿日期：2011－11－16 基金项目：中原石油勘探局资助项目（2011202）作者简介：张俊亮（1976—），男，工程师，中原油田博士后工作站在站博士后，从事井下工具的研究工作。Email ：zhangdzu @https://www.wendangku.net/doc/d614355375.html, 。推进式堵水开关静动态特性分析张俊亮，韩进，张强德，曹海燕，李丽云 (中原油田采油工程技术研究院，河南濮阳457001) 摘要：推进式堵水开关是一种井下智能堵水工具。开关在打开和关闭状态下，活塞轴向受力平衡，在打开和关闭瞬间，因地层和油套环空压差造成活塞受轴向冲击。分析了活塞开、关时的液压冲击力，并结合AMESim 软件对活塞受冲击状况进行仿真，结果表明：增加活塞环空长度、降低电机转速、增加螺杆轴向限位轴肩等可减小瞬态液动力对开关的活塞产生的轴向冲击。为堵水开关结构优化提供设计了依据。关键词：堵水开关；静动态分析；冲击；仿真中图分类号：TE931文献标识码：A 文章编号：1001－3881（2012）23－051－3 Static and Dynamic Characteristics Analysis of Push Type Switch for Water Blocking ZHANG Junliang ，HAN Jin ，ZHANG Qiangde ，CAO Haiyan ，LI Liyun （Petroleum Engineering Institute of ZYOF ，Puyang Henan 457001，China ） Abstract ：Push type switch for water blocking is a type of intelligent blocking tool used in oil well．In the state of open or close ，the piston of the switch bearing balanced axial force ，but on the moment of opening and closing ，for the differential space pressure of annular of oil and stratum ，there was the axial impact to the piston．The hydraulic impact was analyzed at opening or closing of the pis-ton ，and AMESim software was used to simulate the impact states．The results show that lengthening the piston annular ，lowering motor speed and increasing axial limit shaft shoulder of screw rod ，the axial impact to the piston by moment hydra-dynamic force on opening and closing of the piston can be lightened．It provides design basis for optimal structure of the water blocking switch． Keywords ：Water blocking switch ；Static and dynamic analysis ；Impact ；Simulation 推进式堵水开关是用于高含水油井堵水作业的井下工具，与封隔器等配套使用，每个油层对应一个开关，主要功能是关闭高含水层，打开低含水层，以实现提高采收率的目的。推进式堵水开关克服以往机械式堵水开关受地层压差影响的弊端，在打开和关闭状态下实现轴向压力平衡，但在开－关或关－开瞬间，因地层压力与套压不同而产生瞬态液动力［1－2］。瞬态液动力对开关的活塞产生轴向冲击，影响开关的打开或关闭，严重时可能破坏开关的机械结构。因此通过分析开关静动态特性，以确定合理机械结构，确保推进式堵水开关可靠工作。 1推进式堵水开关结构推进式堵水开关结构如图1所示，主要由上接头、传感器、控制电路、驱动电机、驱动螺杆、外套筒、活塞、活塞套、下接头等组成，电机安装在活塞套上端部，驱动螺杆一端与电机轴配合，另一端通过螺纹与活塞连接。传感器接收井口环空压力脉冲信号，控制电路根据信号情况控制驱动电机正反转，电机通过驱动螺杆将转动变为活塞的上下移动。电机正转推动活塞下行至下限位置打开该地层，电机反转推动活塞上行至活塞上限位置关闭该地层。推进式堵水开关采用侧进液模式，活塞装有密封圈，阻止液体流入活塞底部或顶部空间，使液体仅在活塞环形空间内流动，图1为开关处于打开状态，进液口与出液口连通。图1推进式堵水开关结构图