由一個(gè)個(gè)剛體堆疊而成的剛體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震中會(huì)發(fā)生搖擺晃動(dòng)的現(xiàn)象而具有良好的減震性能,作為自復(fù)位系統(tǒng)被廣泛地用于實(shí)際工程。然而在地震作用下,某些堆疊剛體結(jié)構(gòu)亦容易發(fā)生翻倒破壞,特別是雕像類的歷史文物,其地震破壞會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此,研究堆疊剛體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),提高其減震性能和抗倒塌能力,具有非常重要的研究意義。堆疊雙體結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析既涉及繁瑣的幾何非線性問(wèn)題,又包含復(fù)雜的碰撞分析。目前,國(guó)內(nèi)外堆疊雙體結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)方面的研究,基本上是單純的數(shù)值模擬或試驗(yàn)研究,未見(jiàn)有數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析的相關(guān)文獻(xiàn)。于此,本文通過(guò)五個(gè)方面對(duì)堆疊雙體結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究,包括:搖擺響應(yīng)理論分析、Matlab數(shù)值分析、動(dòng)力試驗(yàn)研究、ABAQUS有限元模擬、參數(shù)分析與應(yīng)用。本文的主要結(jié)論如下:(1)在一定假定條件下,運(yùn)用拉格朗日方程推導(dǎo)不同模式下堆疊雙體結(jié)構(gòu)的搖擺運(yùn)動(dòng)方程。并運(yùn)用角動(dòng)量守恒定律建立了堆疊雙體結(jié)構(gòu)碰撞前后角速度的關(guān)系表達(dá)式,實(shí)現(xiàn)了不同運(yùn)動(dòng)模式的轉(zhuǎn)換。(2)采用適合求解剛性問(wèn)題的Rosenbrock數(shù)值積分方法求解剛體結(jié)構(gòu)的搖擺運(yùn)動(dòng)方程,并提出“子步法”提高碰撞過(guò)程的計(jì)算精度和碰撞后運(yùn)動(dòng)模式...

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)
1 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 引言
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外剛體結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 剛體結(jié)構(gòu)理論與數(shù)值計(jì)算研究
        1.2.2 剛體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究
    1.3 本文的研究目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 本文研究目標(biāo)
        1.3.2 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 堆疊雙體結(jié)構(gòu)搖擺響應(yīng)理論分析
    2.1 單剛體結(jié)構(gòu)搖擺響應(yīng)理論分析
    2.2 堆疊雙體結(jié)構(gòu)搖擺運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.1 搖擺運(yùn)動(dòng)模式
        2.2.2 搖擺運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)
        2.2.3 搖擺運(yùn)動(dòng)方程
    2.3 堆疊雙體結(jié)構(gòu)各模式間碰撞轉(zhuǎn)換
        2.3.1 剛體碰撞假定條件
        2.3.2 模式1的碰撞
        2.3.3 模式2的碰撞
        2.3.4 模式3的碰撞
        2.3.5 模式4的碰撞
    2.4 本章小結(jié)
3 堆疊雙體結(jié)構(gòu)搖擺響應(yīng)Matlab數(shù)值求解分析
    3.1 Matlab理論數(shù)值求解過(guò)程
        3.1.1 搖擺模式符號(hào)邏輯劃分
        3.1.2 搖擺運(yùn)動(dòng)方程線性化處理
        3.1.3 Rosenbrock數(shù)值積分方法
        3.1.4 Matlab計(jì)算程序求解流程圖
    3.2 單剛體結(jié)構(gòu)Matlab數(shù)值計(jì)算對(duì)比分析
        3.2.1 結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)
        3.2.2 自由搖擺響應(yīng)數(shù)值求解
        3.2.3 受水平地震激勵(lì)的受迫響應(yīng)數(shù)值求解
    3.3 堆疊雙體結(jié)構(gòu)Matlab數(shù)值計(jì)算對(duì)比分析
        3.3.1 結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)
        3.3.2 自由搖擺響應(yīng)數(shù)值求解
        3.3.3 受水平地震激勵(lì)的搖擺響應(yīng)數(shù)值求解
    3.4 本章小結(jié)
4 堆疊雙體結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 試驗(yàn)方案
        4.2.1 試驗(yàn)概況
        4.2.2 試驗(yàn)試件設(shè)計(jì)與安裝
        4.2.3 試驗(yàn)測(cè)量設(shè)備
    4.3 自由振動(dòng)試驗(yàn)
        4.3.1 試驗(yàn)工況及試驗(yàn)步驟
        4.3.2 試驗(yàn)現(xiàn)象
        4.3.3 單剛體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果與Matlab計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析
        4.3.4 堆疊雙體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果與Matlab計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析
    4.4 小型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)
        4.4.1 試驗(yàn)地震波介紹
        4.4.2 試驗(yàn)工況及試驗(yàn)步驟
        4.4.3 試驗(yàn)現(xiàn)象
        4.4.4 單剛體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果與Matlab計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析
        4.4.5 堆疊雙體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果與Matlab計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析
    4.5 本章小結(jié)
5 堆疊雙體結(jié)構(gòu)有限元模擬分析
    5.1 引言
    5.2 有限元模型建立
        5.2.1 材料屬性
        5.2.2 模型建立
        5.2.3 接觸面的定義
        5.2.4 模型單元選擇與網(wǎng)格劃分
        5.2.5 分析步與荷載設(shè)置
    5.3 有限元分析結(jié)果
        5.3.1 單剛體結(jié)構(gòu)有限元結(jié)果與分析
        5.3.2 堆疊雙體結(jié)構(gòu)有限元結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
6 剛體塊結(jié)構(gòu)理論數(shù)值的實(shí)際應(yīng)用和參數(shù)分析
    6.1 實(shí)際剛體結(jié)構(gòu)概況與底座設(shè)計(jì)
    6.2 數(shù)值模型命名和詳細(xì)參數(shù)
    6.3 地震波選擇
    6.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要工作及結(jié)論
    7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 今后研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號(hào)：3847424