發(fā)布時(shí)間：2020-05-17 04:21

【摘要】：大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)被廣泛運(yùn)用于眾多工程領(lǐng)域,其中許多大型結(jié)構(gòu)會受到多組移動(dòng)載荷的作用。比如過山車在大型軌道結(jié)構(gòu)上的高速運(yùn)行、火箭發(fā)射過程中對塔架不同位置處的沖擊作用、地震行波對百千萬級發(fā)電機(jī)組鍋爐支架結(jié)構(gòu)的先后作用以及變位反射面對Fast射電望遠(yuǎn)鏡索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力載荷作用等。多移動(dòng)載荷作用下的大型結(jié)構(gòu)比普通結(jié)構(gòu)更加容易出現(xiàn)變形過大、生成裂紋、失穩(wěn)等問題,最終可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)大面積坍塌失效,爆炸,甚至引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重后果。目前對簡單結(jié)構(gòu)在多移動(dòng)系統(tǒng)作用下的響應(yīng)分析或計(jì)算已經(jīng)有很大進(jìn)展,尚無對大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算的可靠方法。為解決此問題,本文提出了多移動(dòng)載荷作用下大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算新方法,具體研究如下:(1)分析了簡支梁在多種移動(dòng)系統(tǒng)作用下的橫向振動(dòng)響應(yīng)。對簡支梁施加多種類型的移動(dòng)系統(tǒng),通過觀察梁的橫向振動(dòng)進(jìn)而得出移動(dòng)系統(tǒng)的形式、數(shù)量和速度等多個(gè)因素對簡支梁振動(dòng)行為的影響。(2)對多體系統(tǒng)在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)上的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了研究。以過山車在其空間軌道上的運(yùn)動(dòng)過程為例,建立了過山車的三維運(yùn)動(dòng)方程。通過虛擬樣機(jī)技術(shù),建立了過山車車體模型及其軌道空間曲線,并完成了小車在軌道上的高速運(yùn)動(dòng)過程的模擬。通過對車體各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的分析,對過山車運(yùn)動(dòng)學(xué)安全性能進(jìn)行評價(jià)。(3)對多移動(dòng)載荷作用下的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)問題進(jìn)行探討。以過山車軌道這種受到多組快速移動(dòng)載荷作用的大型鋼結(jié)構(gòu)為例,建立了過山車軌道的有限元模型。探討了過山車軌道在多組高速移動(dòng)載荷作用下的強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定性等問題。為過山車軌道的設(shè)計(jì)提供了一定的依據(jù)。(4)介紹了等效靜力學(xué)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)在大型過山車軌道強(qiáng)度計(jì)算中的應(yīng)用,從多個(gè)方面對兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比,對等效靜力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析。探討了等效靜力學(xué)方法在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算中的適用性。為實(shí)際工程問題提供了參考。本文研究對于解決工程中大型空間結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度問題具有一定實(shí)際意義,對大型空間結(jié)構(gòu)在多移動(dòng)載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)問題的進(jìn)一步探討提供了數(shù)據(jù)支持。同時(shí)為受到多移動(dòng)載荷的大型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

邐（２．４）逡逑２．２．２單個(gè)移動(dòng)載荷勻速通過簡支梁逡逑如圖２．１所示為受移動(dòng)載荷作用的簡支梁模型，，梁的長度為１０ｍ，截面積逡逑Ｍ＝０．１８ｍｍ２，截面慣性矩／＝０．００５４ｍｍ４，材料的彈性模量￡ＫＺ．ｌｘｌ0ｉ】ｐａ，梁材料線密度逡逑／ｊ＝７８００ｋｇ／ｍ。移動(dòng)載荷大小為／Ｍ００００Ｎ，重力加速度＾＝９．８ｋｇ＿ｍ／ｓ２。逡逑Ｆ＼邋ｖ邋，邐＾逡逑邐逡逑Ｙ邋（／）邐（0｛ｘ，ｔ）逡逑圖２．１受單個(gè)勻速移動(dòng)載荷作用的簡支梁逡逑簡支梁在不同速度的單個(gè)移動(dòng)載荷激勵(lì)下，其中點(diǎn)的橫向位移如下圖所示：逡逑－１．５５邋邐逡逑１６0邋１邐嚴(yán)Ｗ逡逑Ｉ：：露４逡逑－１．８０邋－Ｊ，￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，，＿ｒ邋ｂ＝＾Ｌ１５＾－逡逑０．０邐０．５邐１．０邐１．５邐２．０邐２．５逡逑時(shí)間（Ｓ）逡逑圖２．２中點(diǎn)Ｆ向位移逡逑圖２．２中五條曲線分別對應(yīng)五種不同速度的移動(dòng)載荷激勵(lì)下，簡支梁中點(diǎn)的橫向位逡逑移。５次計(jì)算所使用的簡支梁模型相同

邐（２．４）逡逑２．２．２單個(gè)移動(dòng)載荷勻速通過簡支梁逡逑如圖２．１所示為受移動(dòng)載荷作用的簡支梁模型，梁的長度為１０ｍ，截面積逡逑Ｍ＝０．１８ｍｍ２，截面慣性矩／＝０．００５４ｍｍ４，材料的彈性模量￡ＫＺ．ｌｘｌ0ｉ】ｐａ，梁材料線密度逡逑／ｊ＝７８００ｋｇ／ｍ。移動(dòng)載荷大小為／Ｍ００００Ｎ，重力加速度＾＝９．８ｋｇ＿ｍ／ｓ２。逡逑Ｆ＼邋ｖ邋，邐＾逡逑邐逡逑Ｙ邋（／）邐（0｛ｘ，ｔ）逡逑圖２．１受單個(gè)勻速移動(dòng)載荷作用的簡支梁逡逑簡支梁在不同速度的單個(gè)移動(dòng)載荷激勵(lì)下，其中點(diǎn)的橫向位移如下圖所示：逡逑－１．５５邋邐逡逑１６0邋１邐嚴(yán)Ｗ逡逑Ｉ：：露４逡逑－１．８０邋－Ｊ，￣￣，￣￣，￣￣，￣￣，，＿ｒ邋ｂ＝＾Ｌ１５＾－逡逑０．０邐０．５邐１．０邐１．５邐２．０邐２．５逡逑時(shí)間（Ｓ）逡逑圖２．２中點(diǎn)Ｆ向位移逡逑圖２．２中五條曲線分別對應(yīng)五種不同速度的移動(dòng)載荷激勵(lì)下，簡支梁中點(diǎn)的橫向位逡逑移。５次計(jì)算所使用的簡支梁模型相同
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O342

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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本文編號：2667923