一、16自由度空间框架单元与12自由度空间框架单元的比较(论文文献综述)
付林林[1](2020)在《半刚性节点连接空间框架计算程序的编制及应用》文中认为在钢结构设计中,构件的节点连接设计是整个钢结构设计中最为重要的环节之一,其性能将直接影响整个结构的安全性、耐久性和适用性。尤其是在地震区,节点的抗震性能对整个结构的受力和安全有重大影响,一旦节点发生破坏,结构构件强度再高也不能发挥作用。本文针对一般半刚性节点连接空间框架结构的计算,提出了六向半刚性杆端附六弹簧梁单元和节点附六弹簧梁单元两种有限元模型。两种模型均由三部分构成:杆件和各六向弹簧,前者将模拟半刚性的弹簧附诸在杆件两端,后者将模拟半刚性的弹簧付诸于节点。各六向弹簧包括三个线弹簧、三个转动弹簧,分别代表轴向半刚性、剪切半刚性、转动半刚性和扭转半刚性。针对上述两种梁单元模型,分别进行单元分析和空间整体分析,并给出各模型的单元刚度矩阵和固端力计算公式。借助MATLAB编制了一般半刚性节点连接空间框架结构静力分析程序和结构自由振动分析程序,可用于节点连接为一般非线性时的结构静力计算和节点初始连接刚度时的结构振动特性计算。通过与ETABS计算结果对比,验证了程序的正确性和合理性。通过引入一工程实例,表明半刚性节点连接结构与刚性节点连接结构的不同受力性能,对半刚性节点的连接刚度进行优化,可以使结构受力更为合理。
聂玉莲[2](2020)在《地震作用下损伤钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析》文中指出近年来,同一地区短时间内遭受多次地震作用的情况频频发生,建筑结构在多次地震作用下的抗倒塌问题逐渐引起国内外学者的关注。大量地震资料表明,每次大地震的发生一般都伴有余震甚至强余震,结构在主震作用下构件产生了一定的损伤,而余震与主震时间间隔较短,主震形成的损伤无法得到及时修复,后续的(强)余震会导致结构中已有损伤的构件破坏加剧,甚至倒塌。目前大多数地震作用下结构的抗倒塌研究基本上仅考虑单一地震作用且以完好结构为研究对象,研究损伤结构在地震作用下的抗倒塌性能的甚少。因此本文对地震作用下损伤结构的抗倒塌性能进行研究。主要研究工作如下:(1)利用Open Sees软件,采用考虑钢筋受拉断裂失效过程的模拟分析方法,对梁柱子结构及单层平面框架试验进行了抗倒塌数值分析,以验证数值模拟方法的可靠性,并探讨了钢筋极限拉应变对结构抗倒塌能力的影响,进而对多层平面框架结构以及空间框架结构进行了抗倒塌分析,研究了移柱位置及空间框架跨度比对空间框架结构抗倒塌的影响,并分析了拆除角柱及边柱工况下结构倒塌过程中的受力机理,给出了结构抗倒塌设计的相关建议。(2)介绍了等效力法与损伤指标法的应用原理,采用等效力法与损伤指标法对地震作用下同一含损伤竖向构件的平面框架结构进行了数值模拟计算,从建模方法与计算结果两方面对其进行了对比,选取了损伤指标法进行后续平面与空间框架结构的抗倒塌分析。(3)基于损伤指标法,选用12条近场地震波对含损伤柱的钢筋混凝土平面框架结构进行了增量动力非线性分析,通过对IDA曲线及地震波影响分析,选取结构竖向响应较大的地震波对结构的倒塌性能进行了分析,并探讨了损伤程度及损伤柱位置对平面结构在地震作用下的抗倒塌性能的影响。结果表明,损伤柱损伤程度越大,发生竖向倒塌的可能性越大;损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌,且发生竖向连续倒塌的可能性大于侧向增量倒塌。(4)基于损伤指标法,采用相同的地震记录对空间框架进行了增量动力非线性分析,并探讨了地震作用下损伤程度及损伤柱位置对空间结构抗倒塌性能的影响。研究表明,含损伤柱的空间框架结构的抗倒塌性能比平面框架结构好,损伤柱为单柱时,损伤柱位置对结构倒塌性能及倒塌形式影响不大,损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌。
苏笑悦[3](2020)在《适应教育变革的中小学教学空间设计研究 ——以一线城市为例》文中研究表明时代的变迁对劳动市场产生冲击、社会对于人才培养目标的新要求促使全球中小学教育体系发生深刻变革。世界各国纷纷审视教育培养的目标与方向,新的教育理念、教育形态与教学实践不断涌现。在此背景下,我国中小学教学空间的设计也面临了全新的挑战。一方面,经济社会的转型、新一轮科技革命与人们对于美好教育的追求为中小学教育的变革创造了条件。在一系列相关政策的推动下,全国各地的教育研究者与实践者们针对传统教育的弊端探索出一大批教育新成果,这些新成果对教学空间的设计提出了新需求。另一方面,传统设计思维与习惯使教学空间的设计创新面临了问题与困境。当下,教育变革的新发展与传统教学空间设计之间的矛盾日益突出,新的设计理论、设计方法的研究具有迫切性。基于上述问题,以教学空间为研究对象,以教育变革为研究视角,聚焦在一线城市。从建筑师参与的角度,采取教育学与建筑学跨学科的研究方法,强调教育因素在教学空间设计中的重要作用。充分借鉴国内外设计经验,基于国内既有的教育变革新型成果分析教学需求,并以此作为教学空间设计的教育学基础和重要创新驱动,构建适应教育变革的中小学教学空间设计理论框架。随后,按照从宏观到微观的顺序,从教学空间框架、教学空间要素2个层面,分别对教学空间集、功能场室与共享空间的设计策略进行研究。以此构建适应教育变革的中小学教学空间设计理论框架与策略体系。使教学空间的研究顺应教育的新变革,有助于对我国整个中小学教学空间设计研究系统进行补充与拓展,为新时期应对教育变革对教学空间设计带来的挑战提供思路与指导,探索中国未来中小学校。在内容上包括上、下两篇。上篇:设计理论建构(第一、二、三、四、五章)第一章,对研究的背景、对象、综述、方法、创新点与框架等内容进行总体概括。第二、三章,通过全球视角,以在教育实践层面对教学空间设计产生重要影响的课程设置与教学方式为切入点,分别对国外和国内共10个典型国家的(现)当代中小学教育变革与教学空间的理论与实践的发展历史、新型成果与发展趋势进行研究,构建国内外(现)当代中小学教育变革与教学空间的比较研究平台。深化对教育变革和教学空间的发展创新规律性认识,发现二者之间的内在关联与作用机制。第四章,采取层层递进的方式,根据建筑设计研究的特点对教育学领域的教学方式进行适应性整合与归纳,引入教学行为研究。运用整合理论构建“教学方式整合模型”,将我国教学方式新成果整合到四个象限中,以此为工具分析适应教育变革的教学需求,总结共性与趋势。第五章,提出以教学需求作为教学空间设计的重要创新驱动,构建适应教育变革的中小学教学空间设计理论框架,从理论基础、设计原则、设计程序与设计内容方面对传统教学空间的研究与设计进行适应性调整,建立主体研究框架。下篇:设计策略研究(第六、七、八章)第六章,从教学空间框架层面,对教学空间集的设计策略进行研究。对传统研究与设计中采取的单一“功能区”概念进行改良,提出适应教育变革的教学空间集模式、指标区间与组合方式,为多样化的教学需求提供全面的教学空间框架类型。第七、八章,从教学空间要素层面,分别对功能场室和共享空间的设计策略进行研究。基于教学需求归纳10条设计原则,对各空间要素的传统教学需求与设计、新型教学需求与功能、功能模块设计与功能模块空间整合进行研究,梳理各空间要素的新功能、新定位、新场景与新形态。在功能场室方面,提出功能复合化的“教学中心”概念优化传统研究中的“专用教室”,共构建15大“教学中心”;在共享空间方面,分别对室内开放空间、校园景观与室外运动场地/设施的设计策略进行研究。最后,在结论部分总结了文章的成果——适应教育变革的中小学教学空间设计研究核心内容,指出研究的不足与后期研究展望。
王栋辉[4](2020)在《基于多尺度方法的空间钢框架支撑体系性能研究》文中研究表明钢框架支撑体系是钢结构建筑的一种重要的结构形式,是一种具有良好抗侧能力的结构形式。对于钢框架支撑体系来说,支撑的布置对结构的整体抗侧刚度具有重要影响。同时,钢框架梁柱节点是结构设计的重点,工程中习惯把梁柱节点简化为刚接或铰接,然而实际的节点总是介于刚接和铰接之间,具有半刚性。不同类型的节点具有不同的连接刚度,其对结构的整体性能影响也不同。目前,国内外学者已经就支撑的布置对钢框架侧向刚度的影响进行了部分研究,但是大多数研究没有考虑钢框架的空间效应和梁柱节点的半刚性,因此有必要对空间钢框架支撑体系进行深入研究。本文将着重分析支撑布置和梁柱连接的转动刚度对空间钢框架结构的性能影响。使用多尺度有限元技术建立有限元模型,探讨钢框架支撑体系在受到空间荷载作用时,其强弱轴平面支撑布置形式和梁柱节点类型对其整体结构性能的影响。主要工作如下:(1)介绍了多尺度有限元技术的连接原理和方法,并用有限元分析软件ANSYS建立其实体单元模型和多尺度模型,通过对比两种模型的计算结果来验证多尺度建模方法的有效性。(2)采用梁单元、实体单元、多尺度技术三种不同的方法建立空间钢框架支撑体系有限元模型。对比分析三种有限元模型的计算结果,得知多尺度框架模型可以有效的模拟框架节点处的受力性能和节点的半刚性。计算所需时间比实体单元模型少,能显着提高计算效率。(3)简要介绍课题组所做的空间钢框架支撑体系试验研究,用多尺度有限元方法建立试验钢框架支撑体系有限元模型,将有限元模型的计算结果与试验结果作对比分析证明了多尺度模型建模方法可行性。(4)运用多尺度方法建立三层空间钢框架支撑体系有限元模型,通过对比分析讨论了空间钢框架支撑体系在受到空间荷载作用下,强弱轴平面支撑布置形式对空间钢框架的性能影响。(5)运用多尺度技术建立四个弱轴梁柱连接形式不同的空间钢框架支撑体系有限元模型,分别对模型进行空间加载,探究空间钢框架支撑体系的强弱轴耦合效应以及梁柱连接类型对空间框架支撑体系整体性能的影响。
赵晨雪[5](2020)在《负电容压电分支阻尼振动控制方法及在空间科学实验平台中的应用研究》文中认为空间科学实验平台伴随火箭发射至预定轨道的过程中,来自火箭的冲击和随机载荷传递至平台时会逐级放大,从而严重影响科学实验平台的精度、可靠性及寿命。本文以空间科学实验平台的振动控制为目的,提出主动压电分支电路阻尼振动控制方法,基于力-压电-控制一体化控制设计思路,以实现高效振动控制为目的,按以下几部分开展研究:(1)负电容分支电路的设计。根据负阻抗电路设计负电容分支电路,讨论压电-负电容分支电路的性质。针对单自由度控制系统,建立耦合系统的动力学模型,开展数值仿真研究,讨论了负电容分支电路中各参数对耦合系统的刚度、频率及响应的影响规律。(2)线性压电悬臂梁耦合结构的振动控制研究。根据经典Euler-Bernoulli梁理论和Galerkin近似理论,建立受基础激励的压电悬臂梁耦合结构的动力学模型及控制方程,设计多模态分支电路对线性悬臂梁进行振动控制,开展参数优化及数值仿真研究。(3)非线性压电悬臂梁结构的振动控制方法研究。由双磁环构建结构非线性条件,根据分子电流模型,求解磁介质所产生的磁感应强度以及磁力分布表达式;建立含末端集中质量的非线性悬臂梁的振动控制方程,基于谐波平衡法求解非线性悬臂梁结构在基础激励下的响应,并采用负电容分支电路对结构进行振动控制,并开展了数值仿真研究。(4)基于压电分支电路的空间科学实验平台振动控制研究。基于有限单元法,建立了空间科学实验平台有限元模型,对其进行模态分析。针对大规模有限元计算问题,对空间科学实验平台进行自由度缩减,建立压电-空间科学实验平台耦合系统的动力学模型,研究了负电容压电分支电路阻尼对空间框架结构的振动控制特性。本文通过对负电容压电分支电路在线性、非线性结构的振动控制的研究,提出了一种可以用于大型复杂结构的宽频带振动控制方法,建立了负电容压电分支电路阻尼耦合机械结构的动力学方程。通过以上工作,实现一种自传感空间框架结构的振动控制技术,为空间结构的减振提供新思路及新手段。
甯家飞[6](2019)在《基于异构平台的高层结构分析AMGPCG并行算法研究》文中研究指明弹塑性动力时程分析耗时巨大,其中又以求解大型稀疏方程组耗时最多,可达80%以上。因此提升求解大型稀疏方程组的求解效率,是解决弹塑性动力时程分析耗时巨大问题的有效途径。目前应用于求解以结构刚度矩阵为系数矩阵的方程组算法还存在着效率不够高的缺点,本课题为解决这一问题,对基于异构平台的高层结构分析代数多重网格预处理共轭梯度(AMGPCG)并行算法进行了研究,通过多个算例验证了算法的准确性和高效性。本文主要进行了以下工作:基于高层结构总刚矩阵特征的AMGPCG算法优化平台搭建。AMGPCG法具备大幅提升结构有限元分析效率的潜力,但目前的AMGPCG法并不能直接用于结构有限元分析,需要进行优化。本文分析了AMGPCG法的特点,发现其求解过程依赖于矩阵的非零项分布模式,而结构总刚矩阵的非零项分布模式是结构有限元模型的构件、单元分布模式的映射。进一步地,分析了高层结构有限元模型及总体刚度矩阵特征,生成了构件、单元分布模式呈现某些规律的高层结构模型及其总体刚度矩阵,搭建了AMGPCG算法优化平台,为研究用于高层结构有限元分析的AMGPCG算法优化奠定了基础。面向高层结构有限元分析的AMGPCG算法优化研究。在算法优化平台的基础上,本文发现了部分参数对AMGPCG算法可行性与效率的关键作用,探究了高层结构某些特征对关键参数——松弛系数的影响,得到了矩阵规模对最优松弛系数没有影响等结论。发现了聚集粗化运用于高层结构有限元分析中的效率优于经典粗化,确定了多重迭代过程的光滑次数。将优化后的AMGPCG算法与传统算法进行效率对比测试,发现AMGPCG法不仅求解效率高,且求解时间与模型自由度的关系接近线性,十分适用于求解大规模问题。解决了AMGPCG算法用于求解以结构总刚矩阵为系数矩阵的方程组的可行性和高效性问题。基于异构平台的AMGPCG算法用于高层结构有限元分析的准确性和高效性验证。将AMGPCG算法集成到有限元分析程序中,优化了软件内部通信,形成了基于异构平台的AMGPCGFEM软件,利用软件完成了从模型解析到结果输出的完整过程,在目前已有研究中首次成功将AMGPCG算法完整地应用于高层结构有限元分析的整个过程中。该软件计算所得的结果与ABAQUS相差极小,且效率更高,验证了基于异构平台的AMGPCG算法的准确性和高效性。
黄义谋[7](2019)在《RC结构连续倒塌动力效应及抗倒塌性能影响因素分析》文中研究说明人们对于连续倒塌的关注始于1968年的Roman point倒塌事故的发生,尤其是2001年“911事件”发生以后,大量连续倒塌方面的研究工作相继展开,一些国家也开始制定相关的规范以引导抗连续倒塌设计。连续性倒塌是由于结构在遭遇偶然荷载后局部发生破坏而打破了原有的平衡状态,当剩余结构的承载力不足以承受不平衡荷载时,破坏范围将会扩大,最终引起结构其他部位的破坏甚至结构的整体倒塌。整个倒塌的过程往往是复杂的非线性动力过程,目前的研究成果大多是采用静力方法对结构进行受力机理的研究,本文通过有限元软件对RC结构进行拆柱后的非线性动力分析,对剩余结构的动力效应和抗倒塌性能的影响因素进行分析,主要的研究内容如下:(1)本文采用ABAQUS的Explicit和Standard模块分别对钢筋混凝土梁柱子结构中柱失效的动力试验和静力试验进行了数值模拟,验证了模型中的建模方式、材料本构、单元选取的正确性,保证了进一步研究工作的可靠性。(2)在对梁柱子结构中柱移除动力试验进行成功验证的基础上做进一步的参数分析。通过改变失效时间和梁上荷载大小,将非线性动力分析所得的节点位移时程曲线进行对比分析,讨论了失效时间、梁上荷载对结构动力效应的影响。(3)通过ABAQUS/Standard模块对该梁柱子结构进行了不同荷载下的非线性静力分析,得到相应的节点静力位移,将动力位移除以静力位移,得到基于位移的动力放大系数DIF,并进一步分析了失效时间和梁上荷载对DIF的影响,结果表明:DIF随失效时间的增大而减小,梁上荷载对DIF的影响较小。随后也对梁柱子结构进行了基于单自由度体系的倒塌动力分析。(4)采用SAP2000对RC平面框架的连续倒塌动力效应影响因素进行了分析,包括楼层层数、结构跨数和失效柱位置、梁配筋率、失效时间,讨论了以上因素对剩余结构失效柱节点的最大竖向位移和基于荷载的动力放大系数的影响。(5)通过SAP2000建立了不考虑楼板和考虑楼板的RC空间框架结构。分别拆除底层角柱、长边中柱、短边中柱、内部柱,进行非线性动力分析。对于带楼板和不带楼板两种模型,通过对比失效柱节点竖向位移、剩余结构的塑性铰发展程度,研究楼板对抗倒塌能力的影响;此外,在考虑楼板和不考虑楼板的情况下,也对拆柱位置处的紧邻柱和对角柱的轴力变化情况进行了对比。
刘瑜[8](2019)在《汽车车身模块化概念设计理论与方法研究》文中认为汽车车身的研发是一项非常复杂的工作,通常可以分成:概念设计阶段和详细设计阶段。概念设计阶段需要对车身结构的静态特性、动态特性和耐撞性等进行早期地预测,为后期车身结构的详细设计提供有力的数据支撑,能够有效地减小制造风险和设计时间。然而,在传统的车身结构设计过程中,概念设计阶段能够获得的车身结构数据十分地有限,通常无法进行快速有效的结构性能验证,造成了以竞品车型为参照和工程师经验为主导的车身逆向设计成为了汽车制造企业中主流的设计方法。这种方法导致了车身的结构设计工作量大、可靠性低和周期长等不利因素。因此,在概念设计阶段寻找以结构参数为基础、全局优化为导向及结构性能为目标的正向设计方法对汽车车身的结构设计至关重要。本文以实现有效的汽车车身模块化概念设计为目的,对车身模块化概念设计的理论和方法进行了较为深入的研究。将简化的模块化车身模型作为对标车型,根据车身模型的结构特征并结合结构力学分析方法,建立了可行的模块化车身结构刚度链模型,考虑了车身接头柔度的影响,构建了车身接头代理模型。提出了新型的基于灵敏度分析的车身结构优化方法,对多种载荷工况共同作用下的车身结构进行了全局优化计算,实现了轻量化设计。为了促进车身模块化概念设计的研究,开发了相应的车身概念设计软件系统。论文的主要内容如下:(1)建立了概念设计阶段的模块化车身结构刚度链模型,实现以全局设计为导向的车身结构性能分析和优化。以简化的模块化车身模型的几何数据为载体,回传波矩阵法和遗传算法为基本分析和优化工具,将实体车身模型转化为由半刚性梁单元模块组成的空间线框模型,并实现车身的静态和动态性能分析及整体结构优化。结构优化以结构性能分析为基础,结构性能分析以结构优化为目标,相辅相成,建立了模块化车身结构刚度链模型,给整体设计为目标的车身结构性能分析和优化提供了可行的工具。(2)构建了能够反映柔度特性的车身接头代理模型,提高车身概念模型结构性能分析的准确度。根据车身接头的柔度特性,利用拉丁超立方抽样法提取了多组真实的车身接头样本,并以样本的几何数据为自变量、刚度分析数据为因变量,结合响应面法构建了以三个拉伸弹簧和三个扭转弹簧为基础的车身接头代理模型。将接头代理模型带入到车身结构刚度链模型中,使得在每一次车身结构性能分析和优化的计算过程中都能够准确地利用接头的柔度属性,有效地提高了车身的静态和动态性能分析精度,为建立可行的刚度链模型奠定了基础。同时,也为车身接头性能的研究提供了新的思路。(3)提出了新型的基于灵敏度分析的车身结构轻量化优化方法,提高了优化结果的有效性。以车身轻量化设计为目标,分析了白车身结构对轻量化设计的影响因素。以刚度链模型为基础框架,将回传波矩阵法和有限差分法相结合,计算了车身模型中每一根梁单元所包含的设计变量的变化对车身结构性能的影响程度,得到了每种工况条件下梁单元的灵敏度值。根据灵敏度值的大小,通过综合分析确定了每根梁单元在车身轻量化设计中的优化方向,并将梁单元灵敏度的分析结果引入到以遗传算法为基础的车身结构优化模型中,缩小了设计变量在优化计算过程中的寻优空间,降低了优化模型陷入局部最优的可能性,从而提高了优化计算结果的有效性,为车身结构轻量化设计提供了新的研究思路。(4)开发了专用于车身模块化概念设计的软件系统,并对比验证了该系统的有效性。以MATLAB提供的面向对象的软件开发平台为基础,对本文中提出的车身刚度链模型,接头代理模型和车身结构优化方法进行了软件实现,开发了一款具有图形用户界面的车身结构分析和优化的工具箱。软件中以车身模型的静态和动态性能值为计算目标,为验证计算结果的有效性,将数学仿真模型和初始的模块化车身模型以及优化的车身模型和初始的模块化车身模型之间的结构性能进行了对比分析,结果显示软件系统能够有效地实现车身结构性能的分析和优化,证实了应用刚度链计算方法进行车身模块化概念设计的可行性。
张震[9](2019)在《复合梁周期框架结构带隙特性分析》文中提出由于结构简单、成本低、易于制造和装配等特点,周期性结构已广泛应用于工程技术、船舶机械和航空航天等领域,典型的结构包括空间站、太阳能帆板等空间可展开结构。周期结构弹性波传播的现有研究表明,经过特殊设计的人工周期结构具有带隙,通过调节周期结构的设计参数可以人为调节带隙的位置和宽度,进而调节结构对在其中传播的弹性波的抑制能力。现有的调节方式包括结构的组成形式、结构尺寸、单元个数、附加局域共振(LR)单元、改变结构缺陷模式等。其中,引入局域共振单元可产生低频LR带隙,该带隙可与结构Bragg带隙产生耦合;引入局部缺陷态会使周期结构出现带隙分裂现象或有多个透射尖峰。本文针对某些特殊领域对振动频率的禁带要求,将传统周期结构的具有规则截面的梁单元拓展为含复合梁结构单元或LR型复合梁单元,研究含这些复合构件的框架结构和LR型框架结构的频带特性,分析其局部缺陷态对结构带隙特性的影响规律。主要工作及创新性成果如下:(1)针对一维复合梁周期结构,提出了一种弹性波Bragg带隙以及边界频率的计算方法。首先,基于行波理论推导了弹性波传播的波动方程以及传递矩阵和状态转换矩阵,结合Bloch定理,建立弹性波波数的等效特征方程,分析了一维复合梁周期结构的弹性波传播规律;其次,采用固体物理及波传播理论,推导了弹性波的Bragg频率计算公式,基于已得到的弹性波等效特征方程,建立了一维复合梁周期结构各阶带隙的中心频率和边界频率的计算模型,分析了一维复合梁周期结构的频带特性。研究结果表明提出的计算方法的正确性和准确性。(2)针对二维周期框架结构,建立了一种基于框架结构自身特性的虚拟全构件模型并提出了对应的改进型刚度装配方法,研究了二维复合梁框架结构的频带特性。首先,采用谱元法推导了拉压波与弯曲波的谱元方程,结合框架结构拓扑信息以及提出的改进型装配方法,推导了二维复合梁周期框架结构的整体刚度矩阵和谱元方程;其次,基于二维复合梁周期框架结构谱元方程,分析了单元个数、结构长度、子单元长度比例以及框架结构角度等设计参数对框架结构频带特性的影响规律。研究结果表明谱元法适合于周期性框架结构的高频动力响应和振动带隙特性分析。(3)针对含有局部共振与局部缺陷的二维复合梁框架结构,分别研究了弹簧质量振子对LR带隙的影响规律与局部缺陷态对Bragg带隙的影响规律。首先,在复合构件的接合面处附加弹簧质量振子构成LR型复合构件,再以这种构件为基础构建二维LR型复合梁周期框架结构,研究不同参数组合的弹簧质量振子对框架结构LR带隙的影响规律;其次,在不含局域共振单元的复合梁周期框架结构上局部引入构件缺陷,研究不同的缺陷组合对二维框架结构Bragg带隙的影响规律。研究结果表明含局部缺陷的框架结构的Bragg带隙会产生局部分裂。(4)考虑索梁耦合结构的影响,采用谱元法研究了三维周期索梁耦合框架结构的振动带隙特性。首先,以索单元为研究对象推导其运动控制方程和谱元动力学方程,结合空间梁的拉压弯扭特性及改进型刚度装配方法推导了周期索梁耦合结构的通用刚度矩阵和谱元方程;其次,以ADAM伸展臂为例,研究了含索框架结构的振动带隙特性,包括材料属性、结构尺寸、单元个数等设计参数对结构带隙的影响规律以及不同缺陷模式对结构带隙的影响规律。研究结果表明三维周期索梁耦合框架结构的带隙特性分析可以采用有限个周期单元来近似计算,周期性的梁结构缺陷会使三维周期索梁耦合框架结构的Bragg带隙产生局部分裂。
吴育瀚[10](2019)在《基于稀疏重构的结构损伤识别方法研究》文中认为有限元模型修正是基于结构振动特性进行损伤识别的有效方法之一,国内外研究学者在该领域进行了深入的研究。近十年来,稀疏重构理论和压缩感知理论成为结构健康监测领域的研究热点。在实际工程中,结构出现损伤的单元数目与整个结构的所有单元相比是很少的,因此结构的损伤向量可视为一个稀疏向量,即该向量大部分位置为零,只有在损伤的单元位置为非零。然而,目前广泛使用于结构损伤识别的l2正则化有限元模型修正方法求解往往过于光滑,不能准确有效地识别出结构的损伤。因此,基于稀疏重构理论和有限元模型修正方法,本文提出了的l1正则化方法和迭代重加权l1正则化方法用于识别结构稀疏损伤的位置和程度。本文针对提出的两种结构损伤识别方法展开了较为深入的研究,主要研究内容包括:1.将单步模型修正方法与稀疏损伤识别方法相结合,并考虑到结构固有频率与模态振型的优缺点,分别提出了基于固有频率的、基于固有频率和模态振型的l1正则化和迭代重加权l1正则化损伤识别目标函数,并对特征值(固有频率)和特征向量(模态振型)的一阶灵敏度矩阵进行推导;讨论正则化参数β选取方法与目标方程优化迭代求解方法;2.建立一个悬臂梁和一个空间框架缩尺模型,分别进行模态实验,测量模型结构损伤前后多个工况的模态参数(固有频率和模态振型);3.基于数学分析软件MATLAB,结合梁结构和空间框架结构有限元理论,编制相应的模态分析程序和损伤识别程序,并利用上述程序对损伤识别方法进行研究;4.使用结构模态实验所得的模态参数,使用本文提出的l1正则化方法和迭代重加权l1正则化方法进行结构损伤识别,并与广泛应用的l2正则化方法进行对比。结果表明,本文提出的损伤识别方法能准确的识别结构的稀疏损伤,而l2正则化方法不能;5.发展了一种正则化参数选取方法,通过模拟数据研究影响损伤识别结果的参数(如测量数据数量、测量误差、损伤程度等),为损伤识别的实际应用提供一定的建议。
二、16自由度空间框架单元与12自由度空间框架单元的比较(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、16自由度空间框架单元与12自由度空间框架单元的比较(论文提纲范文)
(1)半刚性节点连接空间框架计算程序的编制及应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 钢结构的发展 |
1.1.2 半刚性节点的提出 |
1.2 节点连接的基本特性 |
1.2.1 节点连接的分类及构造 |
1.2.2 各国梁柱节点设计规范 |
1.2.3 节点连接半刚性性能 |
1.3 国内外半刚性节点连接的研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 选题意义和主要内容 |
第二章 半刚性节点连接空间框架六弹簧模型理论分析 |
2.1 概述 |
2.2 杆端附六弹簧模型理论分析 |
2.2.1 杆端附六弹簧梁单元分析 |
2.2.2 半刚性节点单元刚度矩阵 |
2.2.3 整体分析 |
2.2.4 引入支撑条件 |
2.2.5 等效节点荷载 |
2.2.6 杆端力和杆端位移求解 |
2.3 节点附六弹簧模型理论分析 |
2.3.1 考虑各向半刚性固端力的计算 |
2.4 两种半刚性模型的对比 |
2.4.1 两种半刚性模型理论相同点 |
2.4.2 两种半刚性模型理论不同点 |
2.5 单元小节 |
第三章 半刚性节点连接空间框架程序编制 |
3.1 概述 |
3.2 程序功能 |
3.3 杆端附六弹簧模型程序设计 |
3.3.1 主程序SFM |
3.3.2 基础数据文件 |
3.3.3 读取数据函数 |
3.3.4 节点位移函数 |
3.3.5 结构刚度矩阵函数 |
3.3.6 综合节点荷载函数 |
3.3.7 引入支撑函数 |
3.3.8 构成方程组函数 |
3.3.9 刚度方程求解函数 |
3.3.10 节点位移排列函数 |
3.3.11 杆端力计算函数 |
3.3.12 杆端位移计算函数 |
3.3.13 杆端附六弹簧模型程序步骤总结 |
3.4 半刚性节点连接空间框架程序应用 |
3.4.1 程序验证 |
3.4.2 程序应用 |
3.5 本章小结 |
第四章 半刚性节点连接空间框架优化 |
4.1 概述 |
4.2 荷载计算 |
4.2.1 恒荷载标准值计算 |
4.2.2 活荷载标准值计算 |
4.2.3 重力荷载代表值计算 |
4.2.4 风荷载计算 |
4.2.5 竖向荷载计算 |
4.3 各工况下不同节点连接内力分析 |
4.3.1 静力荷载作用下弯矩计算 |
4.3.2 静力荷载作用下截面优化 |
4.3.3 刚度优化 |
4.4 单元小节 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间研究成果及发表的学术论文 |
(2)地震作用下损伤钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 地震作用下竖向构件损伤研究 |
1.3.2 地震作用下结构的抗倒塌研究 |
1.3.3 地震作用下损伤结构的抗倒塌研究 |
1.4 本文研究意义 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第2章 考虑钢筋断裂失效过程的框架结构抗倒塌性能分析 |
2.1 OpenSees介绍 |
2.2 有限元模型的建立 |
2.2.1 材料本构 |
2.2.2 截面类型 |
2.2.3 单元类型 |
2.3 非线性分析求解方法 |
2.3.1 收敛准则 |
2.3.2 非线性静力平衡方程的求解 |
2.3.3 非线性动力时程分析方程的求解 |
2.4 考虑钢筋断裂失效过程的试验模拟分析 |
2.4.1 钢筋单轴受拉断裂模拟 |
2.4.2 梁柱子结构抗倒塌试验 |
2.4.3 单层平面框架试验 |
2.4.4 钢筋极限拉应变影响分析 |
2.4.5 多层平面框架倒塌分析 |
2.5 空间框架结构抗倒塌性能数值分析 |
2.5.1 试验分析模拟 |
2.5.2 移柱位置影响分析 |
2.5.3 短边与长边跨度比影响分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 地震作用下损伤钢筋混凝土平面框架结构抗倒塌分析 |
3.1 引言 |
3.2 增量动力分析原理与方法 |
3.2.1 基本理论 |
3.2.2 极限状态的确定 |
3.3 地震作用下损伤竖向构件失效模拟方法分析 |
3.3.1 等效力法 |
3.3.2 损伤指标法 |
3.3.3 等效力法与损伤指标法计算对比 |
3.4 计算模型概况 |
3.4.1 结构设计信息 |
3.4.2 地震动的选取 |
3.5 计算结果分析 |
3.5.1 最大层间位移角及最大竖向位移 |
3.5.2 地震波影响分析 |
3.5.3 损伤结构的竖向反应分析 |
3.6 参数分析 |
3.6.1 损伤程度 |
3.6.2 损伤柱位置 |
3.7 本章小结 |
第4章 地震作用下损伤钢筋混凝土空间框架结构抗倒塌分析 |
4.1 引言 |
4.2 结构分析模型 |
4.3 计算结果分析 |
4.3.1 最大层间位移角及最大竖向位移 |
4.3.2 地震波影响分析 |
4.4 参数分析 |
4.4.1 损伤程度 |
4.4.2 损伤柱位置 |
4.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的主要学术论文目录 |
(3)适应教育变革的中小学教学空间设计研究 ——以一线城市为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
上篇:适应教育变革的中小学教学空间设计理论建构 |
第一章 绪论 |
1.1 研究缘起 |
1.1.1 时代变迁引发全球人才培养的新趋势 |
1.1.2 教育变革新成果对教学空间的新需求 |
1.1.3 教学空间设计创新面临的问题与困境 |
1.2 研究边界 |
1.2.1 主要学科:教育学与建筑学 |
1.2.2 研究对象:教学空间 |
1.2.3 研究视角:教育变革 |
1.2.4 地域界定:一线城市 |
1.2.5 时间语境:当代 |
1.2.6 教育阶段:中小学教育 |
1.2.7 教育类型:公办、普通教育 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 影响教学空间设计的教育要素:课程设置与教学方式 |
1.3.2 国内外教育变革与教学空间的理论与实践 |
1.3.3 适应教育变革的教学空间设计理论建构与设计策略研究 |
1.4 研究综述 |
1.4.1 教育变革研究综述 |
1.4.2 教学空间研究综述 |
1.4.3 未来学校研究与实验计划 |
1.4.4 总体研究评述 |
1.5 研究目的、意义与创新点 |
1.5.1 研究目的:应对教学空间设计新挑战,助力我国教育现代化建设 |
1.5.2 研究意义:对现状研究和设计的补充与拓展 |
1.5.3 研究创新点 |
1.6 研究方法 |
1.6.1 跨学科研究 |
1.6.2 比较研究 |
1.6.3 类型学研究 |
1.6.4 理论研究与设计实践相结合 |
1.6.5 文献研究 |
1.6.6 前沿会议论坛与网络资源利用 |
1.6.7 案例调研、访谈与分析 |
1.7 研究框架 |
1.8 本章小结 |
第二章 国外中小学教育变革与教学空间的理论与实践 |
北美洲 |
2.1 美国 |
2.1.1 美国现当代中小学教育与教学空间的发展历史 |
2.1.2 教育变革与教学空间的新型成果:磁石学校与特许学校 |
2.1.3 真实教育与尊重个体差异的教育变革 |
2.1.4 开放式与小型教学单元的教学空间 |
欧洲 |
2.2 芬兰 |
2.2.1 芬兰当代中小学教育的发展历史 |
2.2.2 适应完整公民发展需求的教育变革 |
2.2.3 整体性与灵活性的教学空间 |
2.3 英国 |
2.3.1 英国现当代中小学教育与教学空间的发展历史 |
2.3.2 学术教育与个体发展相结合的教育变革 |
2.3.3 常规教室与共享功能相结合的教学空间 |
2.4 法国 |
2.4.1 法国当代中小学教育的发展历史 |
2.4.2 学术教育与个体发展相结合的教育变革 |
2.4.3 基于传统空间模式改良的教学空间 |
2.5 德国 |
2.5.1 基础知识与个体发展相结合的教育变革 |
2.5.2 注重共享空间表达的教学空间 |
大洋洲 |
2.6 澳大利亚 |
2.6.1 澳大利亚当代中小学教育的发展历史 |
2.6.2 推动个性化教育的教育变革 |
2.6.3 极富开放性的教学空间 |
亚洲 |
2.7 日本 |
2.7.1 日本当代中小学教育与教学空间的发展历史 |
2.7.2 学习与实践相结合的教育变革 |
2.7.3 常规空间与共享空间共融的教学空间 |
2.8 韩国 |
2.8.1 韩国当代中小学教育的发展历史 |
2.8.2 对传统教育弊端进行改良的教育变革 |
2.8.3 对传统空间模式进行适应性调整的教学空间 |
2.9 新加坡 |
2.9.1 新加坡当代中小学教育与教学空间的发展历史 |
2.9.2 兼顾学术教育与个性化发展的教育变革 |
2.9.3 小型教学单元与灵活性的教学空间 |
2.10 国外经验的借鉴与启示 |
2.10.1 教育变革的实施途径:教育多样化 |
2.10.2 教学空间的设计基础:教学需求 |
2.10.3 教学空间的设计程序:多方协同 |
2.10.4 教学空间的设计内容:整体设计 |
2.11 本章小结 |
第三章 国内中小学教育变革与教学空间的理论与实践 |
3.1 我国当代中小学教育与教学空间的发展与探索期(1949年-2010年) |
3.1.1 教育初创期:从旧教育到新教育的过渡(1949年-1966年) |
3.1.2 教育迷茫期:文革影响下的发展停滞(1966年-1978年) |
3.1.3 教育复兴期:教育普及和素质教育探索(1978年-1999年) |
3.1.4 教育转型期:素质教育曲折发展(1999年-2010年) |
3.1.5 历史经验总结:影响教育与教学空间质量发展的主要因素 |
3.2 我国当代中小学教育与教学空间的新变革期(2010年-至今) |
3.2.1 教育发展新环境 |
3.2.2 教育政策新导向 |
3.2.3 教育变革新驱动 |
3.3 我国教育变革新型成果 |
3.3.1 基于传统教育进行局部优化 |
3.3.2 对传统教育进行系统性革新 |
3.4 我国教育变革发展趋势 |
3.4.1 课程设置:对学生个性需求的尊重 |
3.4.2 教学方式:教育与真实生活的结合 |
3.4.3 其他类型:STEM教育与创客教育 |
3.5 我国中小学教学空间典型新型成果调研 |
3.5.1 上海德富路中学 |
3.5.2 深圳荔湾小学 |
3.5.3 深圳南山外国语学校科华学校 |
3.5.4 北京四中房山校区 |
3.5.5 深圳红岭实验小学 |
3.5.6 北京中关村三小万柳校区 |
3.5.7 北京十一学校龙樾实验中学 |
3.5.8 北京大学附属中学(改造) |
3.6 本章小结 |
第四章 适应教育变革的教学需求研究 |
4.1 教学方式在建筑学领域适应性研究综述 |
4.2 分析工具建构:教学方式整合模型 |
4.2.1 影响因素纳入 |
4.2.2 模型建构借鉴:整合理论 |
4.2.3 教学方式整合模型建构与利用 |
4.2.4 完整教学需求集合 |
4.3 教学组织下的教学需求发展研究 |
4.3.1 行政班制教学 |
4.3.2 包班制教学 |
4.3.3 走班制教学 |
4.3.4 混班/混龄制教学 |
4.3.5 研究小结 |
4.4 本章小结 |
第五章 适应教育变革的教学空间设计理论框架建构 |
5.1 设计创新驱动的丰富 |
5.2 理论基础:教育学与建筑学相关理论 |
5.2.1 “做中学”理论 |
5.2.2 建构主义理论 |
5.2.3 问题求解理论 |
5.2.4 情境认知与学习理论 |
5.2.5 学校城市理论 |
5.2.6 空间环境教育理论 |
5.3 设计原则:教育学与建筑学的相辅相成 |
5.3.1 适应当下并面向未来的教学需求 |
5.3.2 促进教育的良性发展 |
5.4 设计程序:多方协同的良性互动 |
5.4.1 教育机构:空间的需求提出者与评价者 |
5.4.2 设计机构:空间的表达者与中坚力量 |
5.4.3 政府管理机构(或代建机构):空间发展的推动者 |
5.4.4 施工机构:空间建造品质的保障者 |
5.4.5 设备研发与供应机构:空间运营的支持者 |
5.5 设计内容:对传统设计方法与策略的适应性调整 |
5.5.1 空间框架:教学空间集 |
5.5.2 空间要素:功能场室与共享空间 |
5.6 本章小结 |
下篇:适应教育变革的中小学教学空间设计策略研究 |
第六章 适应教育变革的教学空间集设计策略 |
6.1 相关概念界定与研究综述 |
6.1.1 教学空间集 |
6.1.2 组成要素 |
6.1.3 教学空间集类型学最新研究综述 |
6.2 教学空间集模式集合建构 |
6.2.1 教学空间集模式大类 |
6.2.2 教学空间集模式子类 |
6.2.3 教学空间集模式集合 |
6.2.4 教学空间集模式实例 |
6.3 教学空间集指标研究 |
6.3.1 相关研究综述与研究样本选取 |
6.3.2 单位教学空间集内的学生人数 |
6.3.3 单位教学空间集的面积指标 |
6.3.4 教学空间集指标优化与建议 |
6.4 教学空间集组合方式 |
6.4.1 串联组合 |
6.4.2 围绕全校共享空间组合 |
6.4.3 空间立体互通组合 |
6.5 本章小结 |
第七章 适应教育变革的功能场室设计策略 |
7.1 相关概念界定与技术路线 |
7.1.1 教学中心 |
7.1.2 技术路线 |
7.2 设计原则 |
7.2.1 空间形式:多样化与个性化 |
7.2.2 空间功能:功能复合化 |
7.2.3 空间边界:灵活性、透明性与复杂性 |
7.2.4 空间环境:沉浸式教学氛围 |
7.2.5 空间要素:设计要素教材化 |
7.2.6 空间交互:泛在互联的智慧校园 |
7.2.7 空间品质:人文关怀 |
7.2.8 空间余地:留白设计 |
7.3 集体中心(原普通教室) |
7.3.1 传统教学需求与设计:单一授课 |
7.3.2 功能复合化的“集体中心” |
7.3.3 功能最简化的精神属性“集体中心” |
7.4 信息共享中心(原图书馆/室) |
7.4.1 传统教学需求与设计:以书为本 |
7.4.2 新型教学需求与功能:自主学习与交互场所 |
7.4.3 功能模块设计研究 |
7.4.4 功能模块空间整合:独立馆室与开放式阅览区 |
7.5 科研中心(原实验室) |
7.5.1 传统教学需求与设计:以仪器为本 |
7.5.2 新型教学需求与功能:授课与操作并重 |
7.5.3 功能模块设计研究 |
7.5.4 功能模块空间整合:开放空间与高新实验设备相结合 |
7.6 人文中心(原史地教室) |
7.6.1 传统教学需求与设计:单一授课 |
7.6.2 新型教学需求与功能:文化高地 |
7.6.3 功能模块设计与空间整合:氛围营造 |
7.7 艺术中心(原美术、书法教室) |
7.7.1 传统教学需求与设计:授课练习 |
7.7.2 新型教学需求与功能:素质拓展 |
7.7.3 功能模块设计研究 |
7.7.4 功能模块空间整合:开放展示 |
7.8 表演中心(原音乐、舞蹈教室) |
7.8.1 传统教学需求与设计:单一授课 |
7.8.2 新型教学需求与功能:表演功能强化 |
7.8.3 功能模块设计与空间整合:多样化与专业化 |
7.9 生活技能中心(家政教室,原劳技教室) |
7.9.1 传统教学需求与设计:模仿操作 |
7.9.2 新型教学需求与功能:真实技能获取 |
7.9.3 功能模块设计研究 |
7.9.4 功能模块空间整合:氛围营造 |
7.10 互联网中心(原计算机教室) |
7.10.1 传统教学需求与设计:以设备为本 |
7.10.2 新型教学需求与功能:提升信息素养 |
7.10.3 功能模块空间整合:互联网共享区与辅助教学资源 |
7.11 创新中心(创客教室、STEM教室等) |
7.11.1 新型教学需求与功能:创新与实践 |
7.11.2 功能模块设计研究 |
7.11.3 功能模块空间整合:氛围营造 |
7.12 生活中心(原食堂与学生宿舍) |
7.12.1 食堂:适应学生新的生活习惯与教学行为外延 |
7.12.2 学生宿舍:空间品质打造 |
7.13 运动中心(原风雨操场) |
7.13.1 传统教学需求与设计:经济性为本 |
7.13.2 新型教学需求与功能:多样化运动 |
7.13.3 功能模块设计研究:经济性与多样化兼顾 |
7.14 教师研修中心(原教务办公室) |
7.14.1 传统办公需求与设计:独立办公场所 |
7.14.2 新型教学需求与功能:适应教师成长 |
7.14.3 功能模块设计研究 |
7.14.4 功能模块空间整合:办公环境营造与教育属性强化 |
7.15 民主管理中心(原行政办公室) |
7.15.1 传统办公需求与设计:权威塑造 |
7.15.2 新型教学需求与功能:民主塑造 |
7.15.3 功能模块设计研究 |
7.15.4 功能模块空间整合:去中心化 |
7.16 社区纽带中心(原校门和围墙) |
7.16.1 传统教学需求与设计:隔离社区 |
7.16.2 新型教学需求与功能:社区纽带 |
7.16.3 功能模块设计研究 |
7.16.4 功能模块空间整合:共享与纽带 |
7.17 卫生中心(原卫生间) |
7.17.1 传统需求与设计:基本生理需求 |
7.17.2 新型教学需求与功能:卫生意识与心理尊重 |
7.17.3 功能模块设计研究 |
7.17.4 功能模块空间整合:如厕环境与空间趣味性 |
7.18 本章小结 |
第八章 适应教育变革的共享空间设计策略 |
8.1 相关概念界定与技术路线 |
8.1.1 概念与分类 |
8.1.2 技术路线 |
8.2 设计原则 |
8.2.1 共通性设计原则 |
8.2.2 设计要素游戏化 |
8.2.3 设计要素自然化 |
8.3 室内开放空间 |
8.3.1 传统教学需求与设计:辅助课下活动 |
8.3.2 新型教学需求与功能:辅助与互补结合 |
8.3.3 “辅助”定位下的功能模块设计:舒适性与趣味性 |
8.3.4 “互补”定位下的功能模块设计:开放性与灵活性 |
8.3.5 功能模块空间整合:开放式空间边界 |
8.4 校园景观 |
8.4.1 传统教学需求与设计:视觉观赏为本 |
8.4.2 新型教学需求与功能:教育属性强化 |
8.4.3 功能模块设计研究 |
8.4.4 功能模块空间整合:复杂化校园景观设计 |
8.5 室外运动场地/设施 |
8.5.1 传统教学需求与设计:单一性与无趣性 |
8.5.2 新型教学需求与功能:多样性与趣味性 |
8.5.3 功能模块设计研究:游戏化与自然化 |
8.6 本章小结 |
结论 |
主要成果与结论 |
不足与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(4)基于多尺度方法的空间钢框架支撑体系性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 钢框架支撑体系抗侧性能的研究现状 |
1.2.2 多尺度方法的研究现状 |
1.3 本文的主要工作 |
第二章 多尺度有限元模型 |
2.1 多尺度有限元 |
2.1.1 概述 |
2.1.2 多尺度有限元的连接原理 |
2.1.3 多尺度有限元的连接方法 |
2.2 有限元模型的建立 |
2.2.1 实体单元有限元模型 |
2.2.2 多尺度有限元模型 |
2.3 多尺度有限元模型的有效性验证 |
2.3.1 荷载-位移曲线 |
2.3.2 弯矩-转角曲线 |
2.3.3 转动刚度 |
2.3.4 MISES应力云图 |
2.4 本章小结 |
第三章 半刚性空间钢框架支撑体系有限元模型 |
3.1 梁单元有限元空间钢框架支撑体系模型 |
3.1.1 空间钢框架模型的尺寸 |
3.1.2 梁单元有限元空间钢框架支撑体系模型 |
3.2 实体单元空间钢框架支撑体系模型 |
3.2.1 空间钢框架的节点 |
3.2.2 实体单元有限元空间钢框架支撑体系模型 |
3.3 多尺度空间钢框架支撑体系模型 |
3.3.1 多尺度实体单元有限元空间钢框架支撑体系模型 |
3.4 有限元模型计算结果分析 |
3.4.1 荷载-位移曲线 |
3.4.2 荷载-层间位移角曲线 |
3.4.3 多尺度有限元模型与实体单元模型应力变形比较 |
3.5 本章小结 |
第四章 空间钢框架支撑体系试验与有限元分析 |
4.1 空间钢框架支撑体系试验 |
4.1.1 试验框架模型与加载方式 |
4.1.2 试验支撑布置方案 |
4.2 试验结果与多尺度有限元结果的对比分析 |
4.2.1 多尺度有限元模型 |
4.2.2 顶层侧向位移的比较分析 |
4.2.3 各层侧向位移的比较分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 支撑布置对空间钢框架的性能影响分析 |
5.1 支撑布置形式 |
5.2 加载方式 |
5.3 计算与结果分析 |
5.3.1 强轴顶层侧向位移的比较分析 |
5.3.2 弱轴顶层侧向位移的比较分析 |
5.3.3 强轴层间位移角的比较分析 |
5.3.4 弱轴层间位移角的比较分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 连接类型对钢框架支撑体系空间性能的影响 |
6.1 弱轴连接类型 |
6.2 加载方式 |
6.3 顶层侧向位移空间效应分析 |
6.3.1 强轴平面顶层侧向位移 |
6.3.2 弱轴方向顶层侧向位移 |
6.3.3 强轴方向层间位移角 |
6.3.4 弱轴方向层间位移角 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)负电容压电分支阻尼振动控制方法及在空间科学实验平台中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题概述 |
1.1.1 课题的背景及研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 空间结构振动问题 |
1.2.2 压电分支电路阻尼振动控制 |
1.3 论文主要研究内容和章节安排 |
1.3.1 论文主要内容 |
1.3.2 论文章节安排 |
1.3.3 研究的技术路线 |
第2章 负电容分支电路模型与分析 |
2.1 负电容电路 |
2.2 压电分支电路模型 |
2.3 压电负电容分支电路可控刚度分析 |
2.4 压电负电容分支电路幅频特性分析 |
2.5 小结 |
第3章 基于负电容压电分支电路阻尼的悬臂梁减振方法研究 |
3.1 线性悬臂梁建模 |
3.1.1 线性振动理论 |
3.1.2 悬臂梁模型动力学建模 |
3.2 压电-悬臂梁理论模型 |
3.2.1 负电容压电-悬臂梁耦合理论模型与动力学分析 |
3.2.2 Galerkin近似 |
3.2.3 傅里叶域分析 |
3.3 数值分析与讨论 |
3.4 小结 |
第4章 非线性压电分支电路阻尼振动控制研究 |
4.1 引言 |
4.2 非线性永磁力建模 |
4.2.1 环形永磁体分子电流模型 |
4.2.2 多个环形永磁体磁力建模 |
4.3 非线性梁结构的响应求解 |
4.3.1 受基础激励的带末端永磁体的悬臂梁动力学建模及分析 |
4.3.2 谐波平衡法 |
4.4 数值分析与讨论 |
4.5 小结 |
第5章 空间科学实验平台减振技术研究 |
5.1 空间科学实验平台建模 |
5.1.1 Patarn及Nastran有限元分析软件介绍 |
5.1.2 空间实验平台PATRAN及NASTRAN有限元建模与分析 |
5.2 多自由度系统的自由度缩减 |
5.2.1 自由度缩减 |
5.2.2 空间科学实验平台的自由度缩减 |
5.3 压电-空间框架结构耦合系统动力学分析与建模 |
5.3.1 控制方程 |
5.3.2 状态空间模型 |
5.4 耦合动力学系统响应分析与讨论 |
5.5 小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 研究工作的总结 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(6)基于异构平台的高层结构分析AMGPCG并行算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究的背景和意义 |
1.2 国内外相关研究现状及分析 |
1.2.1 大型稀疏线性方程组求解技术研究现状及分析 |
1.2.2 AMGPCG并行算法研究现状及分析 |
1.2.3 国内外文献综述简析 |
1.3 本文的主要内容 |
第2章 基于结构总刚的AMGPCG算法优化平台 |
2.1 引言 |
2.2 AMGPCG算法用于高层结构分析的可行性 |
2.3 共轭梯度和代数多重网格算法流程 |
2.4 高层结构总刚矩阵特征 |
2.4.1 高层结构有限元模型特征 |
2.4.2 结构总刚矩阵特征分析 |
2.5 AMGPCG算法优化平台搭建 |
2.5.1 平台软硬件配置 |
2.5.2 AmgX库编译与使用方法 |
2.5.3 优化测试矩阵获取 |
2.6 本章小结 |
第3章 面向高层结构分析的AMGPCG算法优化 |
3.1 引言 |
3.2 AMG预处理子光滑子最优松弛系数取值 |
3.2.1 矩阵规模对最优松弛系数的影响 |
3.2.2 大底盘多塔的影响 |
3.2.3 网格划分的影响 |
3.2.4 结构几何特征的影响 |
3.3 粗化方式选择 |
3.3.1 经典粗化 |
3.3.2 聚集粗化 |
3.3.3 聚集粗化与经典粗化的效率对比 |
3.4 AMGPCG算法其他重要参数 |
3.4.1 最粗网格层解法 |
3.4.2 光滑次数 |
3.5 AMGPCG算法与经典算法对比 |
3.5.1 三种算法计算效率对比 |
3.5.2 AMGPCG算法效率与自由度规模关系 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于异构平台的AMGPCG算法结构分析验证 |
4.1 引言 |
4.2 软件架构与任务分配 |
4.2.1 信息提取与转换模块 |
4.2.2 信息存储与调用模块 |
4.2.3 结构总刚矩阵与荷载列阵组装模块 |
4.2.4 系统方程求解与结果输出模块 |
4.3 软件内部通信优化 |
4.3.1 模型边界条件处理 |
4.3.2 稀疏矩阵的CSR存储格式 |
4.3.3 固定内存模式 |
4.4 算法可行性与软件准确性验证 |
4.4.1 考虑剪切变形的空间纤维梁单元 |
4.4.2 ABAQUS中的B31 单元用于细长梁的局限性 |
4.4.3 平面框架验证 |
4.4.4 空间框架验证 |
4.4.5 高层结构验证 |
4.5 结构静力弹性分析及效率对比 |
4.5.1 测试用模型的inp文件获取 |
4.5.2 AMGPCGFEM与ABAQUS效率对比 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)RC结构连续倒塌动力效应及抗倒塌性能影响因素分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 连续倒塌事故 |
1.2.1 英国伦敦Ronan Point公寓倒塌事故 |
1.2.2 俄克拉荷马州Alfred P.Murrah大厦倒塌事故 |
1.2.3 世贸大厦倒塌事故 |
1.3 连续倒塌的研究现状 |
1.3.1 连续倒塌试验研究 |
1.3.2 连续倒塌数值分析 |
1.3.3 连续倒塌动力放大系数 |
1.4 抗连续倒塌规范 |
1.4.1 美国混凝土协会ACI318-08 |
1.4.2 美国土木工程协会ASCE7-10 |
1.4.3 美国总务管理局GSA |
1.4.4 美国国防部UFC |
1.5 本文研究工作 |
第2章 ABAQUS建模方法及模型验证 |
2.1 引言 |
2.2 ABAQUS的分析模块 |
2.2.1 ABAQUS/Standard模块 |
2.2.2 ABAQUS/Explicit模块 |
2.3 ABAQUS材料本构 |
2.3.1 损伤塑性模型(CDP模型)理论 |
2.3.2 损伤因子的计算 |
2.4 动力试验有限元模拟 |
2.4.1 Tian等的中柱移除试验简介 |
2.4.2 有限元模型的建立 |
2.4.3 有限元模型结果与试验对比 |
2.5 静力试验有限元模拟 |
2.5.1 Qian等的钢筋混凝土框架子结构静力试验简介 |
2.5.2 有限元模型的建立 |
2.5.3 试验结果与模拟结果对比 |
2.6 本章小结 |
第3章 RC梁柱子结构中柱移除动力响应分析 |
3.1 引言 |
3.2 失效时长对动力响应的影响 |
3.3 梁上荷载影响 |
3.3.1 中柱位移 |
3.3.2 动态极限承载力 |
3.4 基于位移的动力放大系数 |
3.5 基于单自由度体系的参数分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 平面框架结构的连续倒塌动力分析 |
4.1 SAP2000 模型建立和分析方法 |
4.1.1 模型的设计参数 |
4.1.2 塑性铰 |
4.1.3 非线性动力分析的模拟过程 |
4.2 楼层层数的影响 |
4.2.1 失效柱节点竖向位移 |
4.2.2 动力放大系数 |
4.3 跨数和失效柱位置的影响 |
4.3.1 失效柱节点竖向位移 |
4.3.2 动力放大系数 |
4.4 配筋率的影响 |
4.4.1 失效柱节点竖向位移 |
4.4.2 动力放大系数 |
4.5 失效时间的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 楼板对空间框架结构拆柱后动力响应的影响 |
5.1 概述 |
5.2 模型设计及拆柱方案 |
5.3 分层壳单元 |
5.4 楼板对动力响应的影响对比 |
5.4.1 失效节点竖向位移 |
5.4.2 塑性铰发展情况 |
5.4.3 底层柱轴力时程曲线对比 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文) |
(8)汽车车身模块化概念设计理论与方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 车身概念设计及研究现状 |
1.2.1 车身概念设计软件 |
1.2.2 车身概念模型建模方法 |
1.2.3 车身概念模型优化方法 |
1.3 车身模块化设计及研究现状 |
1.4 课题研究的主要内容 |
第2章 模块化车身概念结构分析 |
2.1 引言 |
2.2 白车身框架结构分析方法概述 |
2.3 模块化车身概念结构数学模型 |
2.4 模块化车身刚度链建模 |
2.4.1 梁单元刚度矩阵 |
2.4.2 节点力平衡方程 |
2.4.3 节点位移协调方程 |
2.4.4 传递分配矩阵和载荷源向量 |
2.4.5 车身框架模型的回传波矩阵 |
2.5 本章小结 |
第3章 车身接头代理模型 |
3.1 引言 |
3.2 车身接头代理模型构建方法概述 |
3.3 车身接头代理模型 |
3.3.1 车身接头的简化 |
3.3.2 二次多项式响应面法 |
3.3.3 逐步回归分析法 |
3.3.4 拉丁超立方抽样 |
3.3.5 构建车身接头代理模型 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于灵敏度分析的车身结构优化方法 |
4.1 引言 |
4.2 车身结构优化概述 |
4.3 灵敏度分析计算 |
4.3.1 灵敏度分析模型 |
4.3.2 有限差分法 |
4.3.3 结构响应灵敏度计算 |
4.3.4 质量变化灵敏度计算 |
4.3.5 比灵敏度计算 |
4.4 基于灵敏度分析的车身结构优化 |
4.4.1 车身结构优化模型 |
4.4.2 确定设计变量的下限值和上限值 |
4.4.3 设定优化参数和计算优化模型 |
4.4.4 比较车身模型的性能 |
4.5 本章小结 |
第5章 车身概念设计系统实现 |
5.1 引言 |
5.2 车身概念设计软件系统开发方法概述 |
5.3 车身概念设计工具箱 |
5.3.1 工具箱的架构形式 |
5.3.2 前处理子模块 |
5.3.3 分析优化子模块 |
5.3.4 后处理子模块 |
5.4 实例计算验证 |
5.4.1 车身模型静态对比分析 |
5.4.2 车身模型动态对比分析 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
附录 B 攻读学位期间所参加的科研项目 |
(9)复合梁周期框架结构带隙特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 周期结构的国内外研究现状 |
1.2.1 周期结构Bragg带隙国内外研究现状 |
1.2.2 周期结构LR带隙国内外研究现状 |
1.3 现有研究的不足之处 |
1.4 研究内容与关键问题 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 拟解决的关键问题 |
1.5 论文的组织与结构安排 |
第二章 一维复合梁周期结构振动带隙行波解 |
2.1 引言 |
2.2 梁单元行波动力学建模 |
2.2.1 弯曲波波动方程 |
2.2.2 拉压波波动方程 |
2.2.3 扭转波波动方程 |
2.3 一维周期梁结构振动带隙特性分析模型 |
2.3.1 一维周期结构振动带隙特性分析 |
2.3.2 弹性波带隙特性分析模型 |
2.3.3 Bragg频率计算模型 |
2.3.4 边界频率计算模型 |
2.4 数值算例 |
2.5 本章小结 |
第三章 二维复合梁周期结构弯曲波带隙特性 |
3.1 引言 |
3.2 框架结构模型描述 |
3.3 框架结构谱元动力学建模 |
3.3.1 Bernoulli-Euler梁谱元方程 |
3.3.2 复合梁单元谱元方程 |
3.3.3 元胞结构谱元刚度矩阵 |
3.3.4 改进刚度装配方法 |
3.4 数值验证与讨论 |
3.4.1 一维复合梁周期结构 |
3.4.2 二维复合梁周期框架结构 |
3.4.3 构件长度与Bragg带隙 |
3.4.4 角度与Bragg带隙 |
3.5 本章小结 |
第四章 含局部共振与缺陷的框架结构带隙特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 局域共振型复合梁周期结构 |
4.3 含局部缺陷态复合梁框架结构 |
4.4 LR型复合梁框架结构数值算例 |
4.4.1 一维LR型复合梁周期结构 |
4.4.2 二维LR型复合梁周期框架结构 |
4.4.3 LR单元与结构单元频响 |
4.5 框架结构局部缺陷态与带隙 |
4.6 本章小结 |
第五章 周期索梁耦合结构带隙特性 |
5.1 引言 |
5.2 空间索梁耦合结构谱元动力学建模 |
5.2.1 索单元的谱元动力学方程 |
5.2.2 索梁耦合结构谱元方程 |
5.3 数值验证与讨论 |
5.3.1 固定索的固有频率对比分析 |
5.3.2 结构参数与Bragg带隙 |
5.3.3 索结构参数与结构单元Bragg频响 |
5.3.4 伸展臂局部缺陷态与Bragg带隙 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(10)基于稀疏重构的结构损伤识别方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 论文研究背景、目的及意义 |
1.2.1 结构损伤识别研究概况 |
1.2.2 有限元模型修正方法及其存在的问题 |
1.3 稀疏重构理论在结构健康监测中的应用 |
1.3.1 稀疏重构理论 |
1.3.2 国内外研究现状及水平 |
1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 本文主要研究内容 |
1.4.2 本文研究技术路线 |
第2章 基于l_1正则化模型修正的损伤识别方法基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 目标方程的建立 |
2.2.1 单步模型修正方法 |
2.2.2 l_1正则化方法 |
2.2.3 迭代重加权l_1正则化方法 |
2.3 灵敏度方程的建立与推导 |
2.3.1 一阶特征值灵敏度推导 |
2.3.2 一阶特征向量灵敏度推导 |
2.4 正则化参数β选取方法 |
2.5 目标方程迭代求解流程 |
2.5.1 有限元模型模态分析 |
2.5.2 l_1正则化目标函数求解 |
2.5.3 IRLR目标函数求解 |
2.6 本章小结 |
第3章 结构缩尺模型模态实验 |
3.1 引言 |
3.2 悬臂梁结构模态实验 |
3.2.1 试件规格与实验设备 |
3.2.2 实验设置与模态实验 |
3.2.3 模态识别与实验结果 |
3.3 空间框架结构模态实验 |
3.3.1 试件规格与实验设备 |
3.3.2 实验设置与模态实验 |
3.3.3 模态分析与实验结果 |
3.4 本章小结 |
第4章 悬臂梁结构损伤识别 |
4.1 引言 |
4.2 悬臂梁结构有限元模型 |
4.2.1 欧拉-伯努利梁 |
4.2.2 悬臂梁结构有限元模型 |
4.3 悬臂梁结构损伤识别 |
4.3.1 仅使用固有频率的l_1正则化方法的损伤识别 |
4.3.2 使用固有频率和模态振型的l_1正则化方法的损伤识别 |
4.3.3 基于l_2正则化方法的损伤识别 |
4.3.4 模态数据的数量对损伤识别结果的影响 |
4.3.5 噪声水平和损伤程度对损伤识别结果的影响 |
4.3.6 损伤数量和损伤程度对损伤识别结果的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 空间框架结构损伤识别 |
5.1 引言 |
5.2 空间框架结构有限元模型 |
5.2.1 空间框架结构有限元理论 |
5.2.2 空间框架结构有限元模型 |
5.3 空间框架结构损伤识别 |
5.3.1 基于IRLR方法的损伤识别 |
5.3.2 基于l_1正则化方法的损伤识别 |
5.3.3 基于l_2正则化方法的损伤识别 |
5.3.4 模态数据的数量对损伤识别结果的影响 |
5.3.5 噪声水平和损伤程度对损伤识别结果的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本文主要工作与结论 |
6.2 后续研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、16自由度空间框架单元与12自由度空间框架单元的比较(论文参考文献)
- [1]半刚性节点连接空间框架计算程序的编制及应用[D]. 付林林. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [2]地震作用下损伤钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析[D]. 聂玉莲. 湖南大学, 2020(07)
- [3]适应教育变革的中小学教学空间设计研究 ——以一线城市为例[D]. 苏笑悦. 华南理工大学, 2020(01)
- [4]基于多尺度方法的空间钢框架支撑体系性能研究[D]. 王栋辉. 广东工业大学, 2020(02)
- [5]负电容压电分支阻尼振动控制方法及在空间科学实验平台中的应用研究[D]. 赵晨雪. 浙江理工大学, 2020
- [6]基于异构平台的高层结构分析AMGPCG并行算法研究[D]. 甯家飞. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]RC结构连续倒塌动力效应及抗倒塌性能影响因素分析[D]. 黄义谋. 湖南大学, 2019(01)
- [8]汽车车身模块化概念设计理论与方法研究[D]. 刘瑜. 湖南大学, 2019
- [9]复合梁周期框架结构带隙特性分析[D]. 张震. 西安电子科技大学, 2019(07)
- [10]基于稀疏重构的结构损伤识别方法研究[D]. 吴育瀚. 深圳大学, 2019(09)