论文摘要
振动台模型试验是一种从试验角度来研究各种结构动力特性的重要手段,由于振动台设备承载能力和经济等原因,小比例模型试验得到广泛应用。虽然模型试验中对模型和原型的相似性有严格的要求,但在实际应用中,模型所用的材料很难按照相似关系要求与原型材料保持一致,这使得模型试验存在很多挑战。本文主要对模型和原型相似关系的三个方面进行了比较研究:一是不同配重下模型和原型动力特性比较;二是钢筋面积在的不同相似关系下模型和原型的动力特性比较;三是不同材料特性下模型和原型动力特性比较。对这三个方面的相似关系的对比分析,计算时采用大型有限元软件ABAQUS进行了多个工况下的对比分析,分别对模型和原型的自振特性、位移时程曲线及其最大值、加速度时程曲线及其最大值、剪重比、构件内力和塑性特征等进行了比较分析。在对不同配重模型的动力特性进行比较时,发现欠配重模型在水平方向的受力特性能很好的和原型吻合,但在竖向方向上的受力特性却存在严重失真。基于量纲分析法结合方程分析法对不同钢筋面积相似关系做了简要推导,并对各模型和原型进行了不同工况下响应对比分析,比较其动力特性来判断各相似关系的优劣。在对材料特性差异对比分析时,主要考虑了材料屈服应变比不为1的情况,分别分析了钢筋和混凝土屈服应变比不为1情况下各模型在弹性阶段和塑性阶段与原型的动力特性差异,并得到相应结论。
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摘要Abstract目录第1章 引言1.1 振动台模型试验概述1.2 振动台模型试验国内外研究进展1.3 振动台模型试验存在的主要问题1.4 本文主要工作第2章 相似理论和有限元建模2.1 相似原理2.2 方程式分析法2.3 量纲分析2.4 有限元软件ABAQUS介绍第3章 不同配重情况下相似关系研究3.1 不同配重情况下相似关系确定3.2 模型和原型对比分析3.2.1 有限元建模分析3.2.2 自振特性比较3.2.3 位移比较3.2.4 加速度比较3.2.5 剪重比比较3.2.6 各构件内力比较3.2.7 塑性特性比较3.3 结论第4章 钢筋相似关系研究4.1 不同情况下钢筋相似关系确定4.2 模型和原型对比分析4.2.1 自振特性比较4.2.2 位移比较4.2.3 加速度比较4.2.4 剪重比比较4.2.5 各构件内力比较4.2.6 塑性特性比较4.3 结论第5章 材料特性差异影响研究5.1 振动台模型试验对材料相似关系要求5.2 模型和原型对比分析5.2.1 自振特性比较5.2.2 位移比较5.2.3 加速度比较5.2.4 剪重比比较5.2.5 各构件内力比较5.2.6 塑性特性比较5.3 结论第6章 结论与展望6.1 本文主要结论6.2 后续工作展望参考文献致谢附录
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