非线性分析

摘要： 深水浮式生产储卸油装置(FPSO)上的化学药剂罐吊运作业可能引发机械碰撞损伤、环境污染等事故。按石油公司企业标准要求,对化学药剂罐坠落撞击上部模块顶层甲板和主卸货区甲板进行了定量风险分析,计算了典型撞击事件的发生概率和撞击能量。按DNV船级社规范,应用LS-DYNA 3D软件对化学药剂罐坠落撞击甲板结构进行模拟,分析甲板结构的塑性应变损伤和化学药剂罐的撞入深度,确定了甲板结构的局部加强设计方案,确保甲板下重要设备的安全。

摘要： 为分析后张预应力摇摆墙通过摇摆界面处墙趾的张合行为降低结构损伤和震后残余变形的特性,须解决墙趾节点约束释放后的局部行为、沿墙通长布置的后张无黏结预应力应力变化与摇摆机制关系等关键问题。结合非线性宏单元的思路,用多个轴压弹簧模拟墙体与基础界面水平接缝开合行为及接缝区域力学特性,用共转桁架单元模拟预应力筋受力特征,提出了基于OpenSees的循环往复加载摇摆墙多弹簧模型,模拟的滞回特性、骨架曲线、耗能能力与试验结果吻合较好,3个试件水平承载力计算值及极限变形计算值与试验结果之比分别为1.042、0.996、1.061和0.993、0.998、0.995。实现了反映墙趾开合性能的受压区高度的高精度预测,并较好地模拟了反映其自复位性能的残余变形及预应力筋应力变化。分析结果显示:3个后张预应力混凝土摇摆墙试件在峰值侧移下残余侧移比分别仅为0.060%、0.121%、0.124%,且结构损伤小;应在保证结构变形能力和恢复能力的同时,提升其耗能能力。

摘要： 提出了一种新型装配式型钢混凝土螺旋箍筋梁,为研究其抗弯性能,设计了7根配制螺旋箍筋的装配式型钢混凝土梁、1根配制普通分离式箍筋的装配式型钢混凝土梁、1根配制螺旋箍筋的普通型钢混凝土梁和1根钢筋混凝土梁等几种非线性分析模型。研究了含钢率、箍筋的绕制形式和箍筋间距对构件的抗弯性能的影响。结果表明,随着含钢率的增加,构件的承载力提高较大;采用四边绕制的构件相较于采用普通分离式箍筋和其他绕制形式的构件,其抗弯性能有明显提高;当箍筋间距为200 mm时,抗弯承载力提高明显;配制矩形螺旋箍筋的装配式型钢混凝土梁可以节约18%的箍筋用量,可供工程建设参考。

摘要： 混合比是液体火箭发动机的重要性能参数。某型发动机在飞行、试车过程中出现了混合比偏低问题,根据发动机系统特点,建立了发动机系统的静态特性模型,采用非线性分析方法对发动机混合比影响因素进行了研究。结果表明:泵扬程偏差和泵后主系统流阻偏差是发动机混合比偏差的重要影响因素,泵效率偏差和涡轮效率偏差对发动机混合比偏差影响很小;在影响因素偏差较小的情况下,性能变化量与影响因素近似呈线性关系;造成混合比偏差的各种影响因素对发动机推力等参数影响不同,确定混合比偏差影响因素应与推力等参数协同分析。

摘要： 目前主流的抗震性能化设计方法是直接基于位移的设计方法,在地震作用下,该方法可有效控制结构的损伤和变形。针对基础隔震结构的设计,有必要提出一种直接基于位移的设计方法。通过对LRB隔震系统进行等效线性化建立等效2DOF模型,再结合振型分解反应谱法,建立隔震层和上部结构的位移反应的数学表达式,并结合标准的DDBD方法提出了基于位移的隔震设计方法。最后采用提出的基础隔震设计方法对一榀钢筋混凝土平面框架进行设计,并对设计结构进行弹塑性时程分析,时程分析结果证实提出的设计方法的有效性。

摘要： 为分析隧道围岩中全长粘结式锚杆锚固界面剪切作用的非线性特性及其受力特性,建立了锚固界面剪应力与剪切位移的双曲正切函数模型,推导了围岩变形作用下全长粘结式锚杆的荷载传递方程,采用有限差分方法和Newton迭代公式建立了锚杆受力特性计算方法,并采用典型隧道工程锚杆试验实测结果进行了验证。在此基础上,分析了围岩变形作用下全长粘结式锚杆的轴力和界面剪应力分布特征,探讨了锚杆长度、界面剪切强度和初始剪切刚度、围岩位移释放系数等因素对锚杆受力的影响。研究结果表明:①双曲正切函数模型采用单一函数曲线刻画了界面剪应力与剪切位移的非线性关系及锚固界面剪切刚度演变规律,可有效描述隧道围岩中全长粘结式锚杆的受力特性;②锚杆锚固力随着锚固长度的增加而逐渐增大,但其锚固长度存在临界值;超过临界值后,锚杆锚固力基本不变;③随着界面剪切强度和刚度的增加,锚杆锚固力逐渐增大,中性点位置移向临空面一侧,界面剪应力向临空面和锚杆末端聚集;④围岩位移释放系数越小,锚杆支护后所提供的锚固力越大。实际工程中,宜根据围岩稳定状态及所需锚固力大小,合理确定锚杆支护时机和长度。

摘要： 吊脚框架结构接地柱高度不一,吊脚层侧向刚度的大小与分布均匀性会使结构的动力特性与地震响应发生变化。为研究吊脚框架动力特性与地震响应特征,对吊脚框架结构的动力特性规律进行了理论分析与验证,发现接地短柱高度对吊脚层侧向刚度及结构周期影响显著。通过改变接地短柱高度与吊脚层侧向刚度分布均匀程度建立了7组模型,采用PERFORM-3D有限元软件进行数值模拟,对比分析地震作用下楼层剪力、层间位移及构件的转角变形、内力分布等地震响应特征。结果表明,接地短柱高度的减小会使吊脚层从整体破坏模式转向接地短柱及其周围构件的局部破坏模式,结构的薄弱层从吊脚层向上部楼层转移;吊脚层侧向刚度分布更均匀时,层间位移角明显减小,吊脚层顺坡向靠近侧向短柱的梁轴力突变现象得到改善,接地柱损伤加重,1层构件损伤减轻。在设计吊脚框架结构时,使吊脚层侧向刚度分布均匀,同时重点关注接地短柱及其周围构件的设计是非常重要的。

摘要： 大跨度斜拉桥索塔锚固区是传递拉索集中力的重要结构,也是桥塔设计的关键部位之一。为研究断索情况下钢锚梁的应力变化以及牛腿顶板与锚梁底板之间的摩擦和预应力的作用对钢锚梁结构应力的影响,以主跨560 m的大跨径斜拉桥为工程背景,采用有限元方法建立钢锚梁局部受力分析模型,通过钝化一侧索力模拟断索工况,并对钢锚梁结构进行线性和非线性受力对比分析。计算分析结果表明,断索工况下混凝土的主压应力明显增大,牛腿顶板等效应力较运营工况增大了约40%;考虑牛腿顶板与钢锚梁底板之间的摩擦后,牛腿顶板等效应力增大了50%;考虑预应力的作用后,混凝土与钢锚梁的等效应力明显增大,牛腿顶板应力增大了36%;钢锚梁腹板与底板焊接角点处、牛腿壁板与顶板及腹板焊接部位均存在应力集中现象,属于受力薄弱部位。为保证结构安全,在对钢锚梁进行应力分析时应考虑牛腿顶板与钢锚梁底板之间的摩擦作用和预应力的作用;对存在应力集中现象的板件焊接位置,应保证焊接质量并加强检测。

摘要： 本文利用ABAQUS有限元分析软件模拟了推覆荷载作用下的装配式预制楼板-预制剪力墙中节点试件,通过数值计算结果与试验结果对比证明了模拟结果的有效性。本文还分析了轴压比和楼板配筋率对此类节点承载力的影响,分析结果表明将楼板上端纵向配筋率提升了0.28%,试件承载力提高了53.49%,轴压比由0.13提升到0.19,试件承载力提升不到1%。

摘要： 剪切阻尼器合理布置可使减震结构更安全、经济。因此,本文根据剪切阻尼器的力学模型,结合能量最小原则,推导给出其耗能控制参数,建立位置优化目标函数,以连续搜索法为手段,结合减震器布置的原则在结构中进行位置优化。并提供了一个案例,应用SAP2000软件进行具体优化设计。

摘要： 作为非结构构件的填充墙,在很大程度上影响着结构的整体抗震性能,然而填充墙与结构构件之间的相互作用十分复杂,地震作用下填充墙具有高度的非线性和很大的不确定性.设计阶段通常忽略填充墙的有利影响和不利影响,以周期折减系数来考虑刚度变小引起的内力变化.本文在Perform-3D中建立高层建筑的非线性分析模型,并利用高层建筑结构环境激励测试得到的结果对高层建筑结构的有限元模型进行修正,然后在Perform-3D模型中添加斜撑单元,得到考虑填充墙的非线性分析模型.对四栋高层建筑进行非线性动力时程分析,探讨填充墙对高层建筑结构抗震性能的影响.

摘要： 取精确的级数解的各项为试函数,用配点法计算任意变厚度圆薄板在中心集中荷载作用下的大挠度.文中考虑了固定夹紧、可移夹紧、铰支承和简单支承四种边界条件.在中心集中荷载作用下的线性和二次方变厚度圆薄板,其线性解同参数法的结果作了比较,同时给出了用大型有限元软件Ansys所作的解答.用配点法编制的程序具有收敛范围大、精度高和计算时间短的优点.

摘要： 为了研究宽柱双梁节点在低周往复荷载作用下的受力机理、抗剪承载力及抗震性能,文章建立5个宽柱双梁有限元模型.分析节点区的纵梁、梁柱抗弯强度比值、轴压比、核心区配箍率等因素.结果表明,纵梁、梁柱抗弯强度比值对节点核心抗剪承载力的影响较大,空间节点较平面节点受力性能分析更加复杂,空间节点的延性和平面节点相比存在明显不足,这是由于空间节点受双向荷载的作用,核心区更容易破坏.该文与文献[7]中EBCJ-1模型作对比,试验骨架曲线与模拟骨架曲线吻合度较好.

摘要： 基于三轴剪切试验数据,结合胶凝砂砾石坝本构模型,以非线性有限元方法研究不同坝高及上下游边坡对坝体应力及位移的影响,为胶凝砂砾石坝剖面设计提供了参考.比较不同坡比时的应力及位移等值线图，可以得到:坝体大主应力分布趋势随着边坡的变陡发生变化;但是大主应力值随边坡的变化不大，可见大主应力值的改变主要受坝高的影响。坝体小主应力分布趋势基本保持稳定，但是坝踵拉应力值随边坡的变陡而增加;当坝踵处出现拉应力的区域为某一局部单元时，这主要是由应力集中引起的，当坝体边坡变陡，坝踵拉应力值继续增大，开展区域进一步扩大，此时出现的拉应力是由于坝体材料发生破坏引起的。坝体的最大水平位移随着边坡的变陡而增大，垂直位移随着坝坡的变陡，位移等值线向下游移动。

摘要： 随着中国LNG接收站的大量建设，常规的大型LNG储罐设计技术也日益提高。但在27万方及以上的超大型LNG储罐分析设计方面，仍处于起步阶段。然而超大型LNG储罐在世界范围内是继续发展的，在施工成本和土地利用上也具有较大的优势，所以对超大型LNG储罐进行研究是非常有必要的。LNG通常以低温- 165°的液态形式存贮在在大型储罐里。由于要考虑LNG的低温和液态等物理性质，LNG储罐结构体系的研究非常复杂，有固体力学、温度场热及流固耦合研究等。所以LNG储罐的研发是各种力学的综合运用，不是几个简单工况就可以研发完成，重点研究了地震作用下超大型LNG储罐流固耦合模态，火灾辐射的大型LNG储罐瞬态热力耦合，LNG泄漏后温度场，热角保护在罕遇地震和LNG大泄漏情况下的接触应力，超大型LNG储罐的非线性分析，以及大跨度网壳非线性屈曲分析。

摘要： 在阐述OpenSEES软件解决无粘结部分预应力混凝土梁非线性分析的基础上,对无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的恢复力模型进行了研究.着重介绍了无粘结预应力筋等材料本构模型的选取和基于柔度法的梁柱非线性分析方法及其计算框图,计算了无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的弯矩-挠度滞回曲线,与试验曲线比较得到了令人满意的结果,为OpenSEES解决无粘结部分预应力混凝土结构恢复力模型提供了一条新的途径.

摘要： 安阳体育馆主体结构采用混凝土框剪结构,屋盖采用轮辐式张弦梁结构.按建筑空间布局,确定合理的结构受力体系.采用3D3S软件对屋面结构进行非线性分析,采用SATWE对下部结构进行计算分析,采用MIDAS/Gen软件进行整体分析.

摘要： 为提高液压挖掘机的安全性,研制了液压挖掘机驾驶室滚翻保护结构(OPS).针对硅油减振器承载能力弱的缺点,设计了防止ROPS同回转平台分离的安全拉杆装置.在给出ROPS弹塑性大变形数值计算方法的基础上,应用弹塑性大变形有限元方法对ROPS进行了侧向承载能力分析和试验验证.结果对比分析显示,在满足最小能量吸收要求情况下,ROPS发生了塑性变形,最大变形为321mm,未侵入DLV,满足标准要求.仿真分析结果同试验测试结果相接近,最大误差7.8％,研究结果对ROPS结构设计具有参考价值.

摘要： 为提高液压挖掘机的安全性,研制了液压挖掘机驾驶室滚翻保护结构(OPS).针对硅油减振器承载能力弱的缺点,设计了防止ROPS同回转平台分离的安全拉杆装置.在给出ROPS弹塑性大变形数值计算方法的基础上,应用弹塑性大变形有限元方法对ROPS进行了侧向承载能力分析和试验验证.结果对比分析显示,在满足最小能量吸收要求情况下,ROPS发生了塑性变形,最大变形为321mm,未侵入DLV,满足标准要求.仿真分析结果同试验测试结果相接近,最大误差7.8％,研究结果对ROPS结构设计具有参考价值.

摘要： 为提高液压挖掘机的安全性,研制了液压挖掘机驾驶室滚翻保护结构(OPS).针对硅油减振器承载能力弱的缺点,设计了防止ROPS同回转平台分离的安全拉杆装置.在给出ROPS弹塑性大变形数值计算方法的基础上,应用弹塑性大变形有限元方法对ROPS进行了侧向承载能力分析和试验验证.结果对比分析显示,在满足最小能量吸收要求情况下,ROPS发生了塑性变形,最大变形为321mm,未侵入DLV,满足标准要求.仿真分析结果同试验测试结果相接近,最大误差7.8％,研究结果对ROPS结构设计具有参考价值.

摘要： 本发明公开了一种基于改进非线性变换的水电系统频率非线性特性分析。本发明首先建立包含弹性水击的水电系统模型；计算特征值和左右特征向量，得到泰勒级数展开式；然后根据线性变换得到Z1空间表达式，然后进行一系列改进非线性变换，每次保留与振荡模式相关的二次非线性项，最后得到变换后Z空间方程，在该空间振荡模式解耦，并保留二阶非线性；将复数形式的Z空间方程变换为实数方程；在该空间加扰动，得到对应振荡频率的非线性特性。本发明比线性化方法的直接一般化具有更大的概念优势，比正则形和模态级数法保留了更多非线性特性，在变换空间实现了多个振荡模式的解耦，既提供了系统的特征信息，又便于分析系统的各个振荡频率的非线性特性。

摘要： 本发明涉及的电压非线性电阻器，其特征在于，由烧结体制成，该烧结体主要由氧化锌粒子、以锌和锑为主成分的尖晶石粒子、和氧化铋相构成，在氧化铋相中选自钾和钠中的至少1种的碱金属以0.036原子％以上0.176原子％以下的范围存在。该电压非线性电阻器同时具有优异的电压非直线性和带电寿命特性，因此适合用于避雷器。

摘要： 一种线性/非线性双层绝缘电介质界面极化特性分析方法属于绝缘电介质技术领域；现有技术使得理论推导过程复杂化且很难获得解析解；包括线性绝缘电介质层和非线性绝缘电介质层串联，线性绝缘电介质层与第一电极引线相连，非线性绝缘电介质层与第二电极引线相连，第一电极引线与第二电极引线之间直流高电压U0；分别用第一伏安特效曲线和第二伏安特性曲线表示线性/非线性双层绝缘电介质；将线性/非线性双层绝缘电介质用等效电路模型进行描述，获得线性绝缘电介质层的电压值、非线性绝缘电介质层的电压值、线性/非线性双层绝缘电介质的总极化电流值及时间常数值；解决了双层绝缘电介质的界面极化特性推导过程复杂化的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种非线性投影分析方法，包括获取待分析的非线性投影结果；计算每个数据实例的低维表示和高维特征之间的仿射映射；对待分析的非线性投影进行片段划分；构造层次化探索树并计算层次化探索树中各节点保持边界的仿射映射；对非线性投影进行层次化探索并完成对非线性投影的分析。本发明还公开了一种包括所述非线性投影分析方法的人脸图像非线性投影分析方法。本发明对非线性投影进行了分段线性拟合，并建立对应的视图模型从而对非线性投影中的模式进行分析；因此本发明能够对非线性投影中的模式进行分析，而且可靠性高、实用性好。

摘要： 本发明公开了一种用于机械非线性振动分析的非线性动力学方程求解方法及系统，包括以下步骤：根据待分析的机械非线性振动系统，构建获得系统时域上非线性有限元动力学方程；通过多谐波平衡法，获得频域上非线性有限元动力学方程；利用自动微分方法求解频域上非线性有限元动力学方程的雅可比矩阵；采用弧长法求解频域上非线性有限元动力学方程，获得频域上非线性有限元动力学方程的解；根据频域上非线性有限元动力学方程的解，通过广义傅里叶逆变换，获得时域上非线性有限元动力学方程的解，进而获得频响曲线，进行机械非线性振动分析。

摘要： 本发明公开了基于规范变量非线性主成分分析的非线性动态过程监测方法，包括如下步骤：获取数据矩阵Y，预先指定p的数值和系统阶数n；依据公式组合过去和未来观侧值的Hankel矩阵；计算过去和未来观测值的协方差和互方差矩阵；对H矩阵进行奇异值分解；计算状态矢量和残差矢量；通过显式二阶多项式映射将状态矢量投影到高维特征空间；通过主成分分析中的特征值分解确定前k主元；最后计算T

摘要： 本发明公开了一种基于改进非线性变换的水电系统频率非线性特性分析。本发明首先建立包含弹性水击的水电系统模型；计算特征值和左右特征向量，得到泰勒级数展开式；然后根据线性变换得到Z1空间表达式，然后进行一系列改进非线性变换，每次保留与振荡模式相关的二次非线性项，最后得到变换后Z空间方程，在该空间振荡模式解耦，并保留二阶非线性；将复数形式的Z空间方程变换为实数方程；在该空间加扰动，得到对应振荡频率的非线性特性。本发明比线性化方法的直接一般化具有更大的概念优势，比正则形和模态级数法保留了更多非线性特性，在变换空间实现了多个振荡模式的解耦，既提供了系统的特征信息，又便于分析系统的各个振荡频率的非线性特性。

摘要： 本发明涉及的电压非线性电阻器，其特征在于，由烧结体制成，该烧结体主要由氧化锌粒子、以锌和锑为主成分的尖晶石粒子和氧化铋相构成，在氧化铋相中选自钾和钠中的至少1种的碱金属以0.036原子％以上0.176原子％以下的范围存在。该电压非线性电阻器同时具有优异的电压非直线性和带电寿命特性，因此适合用于避雷器。

摘要： 公开了用于使用预失真补偿非线性子系统的非线性的系统和方法。在一个实施例中，系统包含非线性子系统和预失真器，该预失真器配置成实现非线性子系统的输入信号的预失真，使得预失真补偿非线性子系统的非线性特性。系统还包含适配器，该适配器基于表示非线性子系统的输出信号的反馈信号和表示非线性子系统的输入信号的输入信号自适应地配置预失真器。适配器一般将非线性子系统模型化为对应于非线性子系统的非线性特性的非线性模型和对应于非线性子系统的已知线性特性的线性模型的级联。

摘要： 一种线性/非线性双层绝缘电介质界面极化特性分析方法属于绝缘电介质技术领域；现有技术使得理论推导过程复杂化且很难获得解析解；包括线性绝缘电介质层和非线性绝缘电介质层串联，线性绝缘电介质层与第一电极引线相连，非线性绝缘电介质层与第二电极引线相连，第一电极引线与第二电极引线之间直流高电压U0；分别用第一伏安特效曲线和第二伏安特性曲线表示线性/非线性双层绝缘电介质；将线性/非线性双层绝缘电介质用等效电路模型进行描述，获得线性绝缘电介质层的电压值、非线性绝缘电介质层的电压值、线性/非线性双层绝缘电介质的总极化电流值及时间常数值；解决了双层绝缘电介质的界面极化特性推导过程复杂化的技术问题。