一、高耸结构振动稳定性分析（论文文献综述）
王世杰[1]（2021）在《台风区跨海桥梁格构式高支架风致响应研究》文中指出格构式高支架具有长细比较大、结构相对轻柔等特点,对风荷载的作用非常敏感。在台风区修建跨海大桥时,高耸格构式支架体系除受雷暴、大雾及潮汐等恶劣自然条件的影响外,还受大风、台风侵袭的影响,结构设计及施工技术均面临巨大挑战。在台风区保证格构式高支架的安全和稳定性能是桥梁工程界关注的课题之一。本文以福平铁路平潭海峡公铁两用大桥-大练岛特大桥新建工程中现浇公路梁桥格构式高支架为研究背景,通过风洞测力试验、粒子图像测速（PIV）试验、气弹模型试验、现场监测、数值模拟和理论计算相结合的手段对风荷载作用下格构式高支架的受力性能进行研究,以解决台风区格构式高支架的风工程问题。本文主要研究工作和成果如下:（1）基于ANSYS对四腿和六腿格构式支架进行有限元分析,采用修正后的有限元模型和时域法对格构式支架模态和顺风向风致响应进行分析,结果显示四腿单柱支架和六腿单柱支架的前6阶振型基本一致;多腿单柱格构支架前两阶振型的共振贡献比较显着,格构式高支架横桥向的侧向刚度大于纵桥向的侧向刚度;格构式高支架侧边和中线位置存在扭转和平动,而格构式高支架结构在横桥向风向角下的扭转不明显;格构式高支架在非对称荷载作用下,支架顶部的位移均方根增长幅值约为12%,存在明显的扭转效应;格构式高支架主要受力构件为竖向构件与斜杆,且高支架迎风面和背风面的斜杆由于扭转效应应力增幅比较明显。考虑上部结构后,四腿与六腿格构式支架的位移都均有大幅减小,表明上部结构的施加有利于结构的位移控制。（2）基于风洞测力试验测得格构高支架在不同流场和不同风向角下的静三分力系数。基于PIV技术,首次对高墩钢管支架模型水平平面流场和竖向平面流场进行流场可视化分析,定量分析了单柱和双柱支架的涡心漩涡强度和湍流度,得出风场风向对格构式高支架气动特性影响规律。研究表明格构式高支架在抗风计算时,阻力、升力和扭矩均变化明显,应充分考虑三个方向静风荷载的影响;在45°风偏角时漩涡运动剧烈,漩涡强度和湍动能强度最大,导致模型的气动力平均值和脉动值较大;六腿格构式高支架模型的涡心处漩涡强度和湍动能均比四腿格构式高支架模型小;格构式高支架各个构件间存在明显的构件干扰,数值模拟时应考虑空间三维特性。（3）根据分段估计法获得格构式高支架的三维设计风荷载,并将等效风荷载施加于四腿和六腿格构式高支架,得到风力等级与格构式高支架各节段位移的相关公式,而后采用单变量灰色预测模型DGM（1,1）,得出格构式高支架施工拼装阶段在不同风等级作用下的位移,最后拟合出四腿与六腿格构式高支架风荷载等级与施工节段位移的计算公式。将计算结果与现场监测位移进行对比,结果表明分别采用建筑荷载规范与时域法计算时,各支架结构的位移较实际值偏大,与按等效风荷载计算值接近,采用等效风荷载计算更符合支架位移的变化规律。（4）基于格构高支架1:40全桥气弹模型试验,分析了不同风速和风向角等各参数下结构的振动响应。结果表明,格构式支架加速度响应和风速、高度均成正相关,在某些风向角下,横风向的位移响应与顺风向位移响应相当,甚至大于后者。获取风振系数并对扭转响应和扭转风荷载进行分析,左右横风向的角加速度响应基本对称且反相位,支架呈整体扭转,各风速下的扭转角加速度均方根基本都在0度风向角下最大,90度风向角时最小,并且随着风速的增大而增大。（5）提出采用最优化准则法对格构式高支架进行优化设计,得出格构式高支架立柱选择4根为最佳,节段长度宜控制在15m以内,且总高度不宜超过70m,立柱间距控制在7m～8m之间;在格构式高支架设计优化过程中,格构式高支架顶层位移限值起控制作用,需要更新节点风荷载时程和等效静风荷载,且节点风荷载时程影响大于等效静风荷载。
王睿杰[2]（2020）在《超长冲程抽油机有限元分析与安全性校核》文中认为本研究以玉门油田机械厂某型超长冲程抽油机为研究对象,对各主要承载部件及整机受力合理性进行了分析,并通过有限元软件对其静动态特性进行仿真,主要内容有:首先,建立了整机的动力学方程组以及钢丝绳的动态悬点载荷方程,通过数学计算得到研究型号抽油机所在井况下的悬点载荷,并验证了该型号抽油机在对应井况上安全工作的可靠性。其次,建立抽油机塔架模型,其在最大工作载荷下受正向风、侧向风时的变形及应力强度都满足安全工作要求。确保抽油机安全运行情况下,此型号超长冲程抽油机还可增加100根抽油杆,下泵深度增加800米。之后,对抽油机塔架进行动态特性分析,得到抽油机塔架前十阶固有频率振型以及动态载荷下塔架的位移情况;建立钢丝绳三维模型,计算得到最大悬点载荷下,所选型号钢丝绳钢芯的等效应力小于材料抗拉强度,且钢丝绳的最大疲劳寿命循环次数为1 106次;建立天轮支撑机构三维模型,数学分析和仿真结果表明,最大载荷条件下其疲劳强度满足使用要求。支撑机构的各阶固有频率较大,且主要发生扭转振动;建立支撑轴和轴承的三维模型,在最大悬点载荷下支撑轴强度满足安全设计要求。轴承6-9阶固有频率与抽油机塔架、天轮支撑机构的固有频率没有重合区域。最大悬点载荷时轴承的最大疲劳寿命循环次数为1.37 1016次。最后,建立超长冲程抽油机整机有限元模型,在最大悬点载荷下各种主要受力部件强度及变形均满足要求。整机模态分析结果表明,激振频率为7.4442Hz时,超长冲程抽油机发生共振的可能性最大。
丁勤卫[3]（2019）在《风波耦合作用下漂浮式风力机平台动态响应及稳定性控制研究》文中研究表明随着对煤、石油和天然气等传统能源的高度开发与利用,能源问题将成为制约中国经济持续发展的严重瓶颈。风能作为最具前景的替代能源之一,其开发和利用越来越受到世界各国的重视。较之陆上风能,海上风能具有更加明显的优势。“由陆向海、由浅向深、由固定基础向浮式平台”业已成为未来风电场建设的必然趋势。平台的稳定是漂浮式风力机安全运行的基本保障,因此,研究漂浮式风力机平台动态响应特性具有重要的意义。本文以四种常见的漂浮式风力机平台为研究对象,以空气动力学、水动力学为理论基础,对外界环境载荷激励下漂浮式风力机平台的动态响应开展了研究。为提高漂浮式风力机平台的稳定性,提出了有效的改善措施,将对未来漂浮式风力机的发展提供理论和技术支持。论文工作如下:1.基于叶素动量理论考虑叶尖损失、轮毂损失以及动态失速,建立了漂浮式风力机非定常气动载荷求解模型,通过Fortran语言编程实现了AQWA二次开发,建立了漂浮式风力机气动-水动-系泊耦合动力学模型并实现了模型的算法求解。2.基于辐射/绕射理论,研究了四种基本类型漂浮式风力机平台（TLP、Spar、半潜式平台和Barge）的频域水动力性能,获得了附加质量、辐射阻尼、一阶波浪激振力以及幅值响应算子（RAO）的幅频特性曲线,并研究了波浪入射角度、水深对四种漂浮式风力机平台频域一阶波浪激振力、频域RAO的影响。3.通过自由衰减数值试验获得了四种漂浮式风力机平台纵荡、垂荡以及纵摇自由衰减曲线,通过快速傅里叶变换获得了四种漂浮式风力机平台纵荡、垂荡以及纵摇固有频率;对比研究了三种环境条件下（波浪单独作用、风波联合作用（未耦合）、风波联合作用（耦合））四种漂浮式风力机平台运动（纵荡、垂荡以及纵摇）、系泊张力以及机舱加速度动态响应特性,验证了风载荷、风波耦合作用的重要性;研究了波浪单独作用、风波耦合作用两种环境条件下四种漂浮式风力机平台的纵荡、垂荡以及纵摇时域动态响应特性,获得了风载荷对四种漂浮式风力机平台纵荡、垂荡以及纵摇时频域响应的主要影响特征;研究了风波耦合作用、风波未耦合作用两种环境条件下四种漂浮式风力机风轮推力时频域动态响应,获得了平台运动对四种漂浮式风力机风轮推力时频域响应的主要影响特征;考虑风波耦合作用,研究了悬链线系泊系统（导缆孔位置、悬链线长度及直径）对三种漂浮式风力机平台运动、系泊张力及机舱加速度最大值的影响规律。4.针对Spar平台存在的垂荡响应过大问题,为提高漂浮式风力机Spar平台垂荡稳定性,借鉴传统海工平台研究经验,通过对漂浮式风力机Spar平台主体去除材料、增加材料两种方式安装垂荡板,研究了普通海况、恶劣海况两种工况,垂荡板对漂浮式风力机Spar平台动态响应的影响。5.为提高漂浮式风力机平台稳定性,借鉴古代赤壁之战“铁索连舟”增强船舶稳定性的思想,提出了共用系泊系统多平台阵列漂浮式风电场设计方法;建立并研究了普通海况、恶劣海况两种工况下3×3阵列Barge平台漂浮式风电场,3×3、2×2阵列半潜式平台漂浮式及3×3阵列Spar平台漂浮式风电场平台的动态响应特性;针对系泊系统直接与Spar平台主体链接时,平台存在的首摇、横摇响应过大问题:提出了安装首摇阻尼板和“系泊链接点外移”两种提高Spar平台漂浮式风电场平台稳定性的措施,并研究了普通海况、恶劣海况两种工况下首摇阻尼板和“系泊链接点外移”对Spar平台漂浮式风电场平台动态响应特性的影响。6.提出了混合式平台漂浮式风电场的概念设计方法;建立了3×3阵列的基于三浮筒半潜式平台、四浮筒半潜式平台、Spar平台和Barge平台的混合式平台漂浮式风电场,研究了恶劣海况下,系泊系统直接链接平台时,混合式平台漂浮式风电场首摇响应特性;针对系泊系统直接链接平台导致的系泊系统不对称所最终引起的首摇响应过于剧烈的问题,提出了“依照尺度最大的结构正交布置系泊系统”的适用于混合式平台漂浮式风电场系泊系统布置准则。建立了3×3阵列基于Spar平台、Barge平台的混合式平台漂浮式风电场,系泊系统依照所提出布置准则布置系泊系统,研究了普通海况、恶劣海况两种环境条件下3×3阵列基于Barge平台、Spar平台的混合式平台漂浮式风电场平台动态响应特性。
陆成文[4]（2019）在《基于新型PTMD的施工期高耸桥塔风致振动控制研究》文中研究指明强风对大跨度桥梁施工安全和运营安全影响重大,是设计施工中需要考虑的重要因素之一,现代斜拉桥和悬索桥的跨度越来越大,相应的桥塔的高度必然会越来越高。然而桥塔是一种轻柔结构,风是其主要作用荷载,桥塔日益增高的趋势必然会使风荷载的作用力度增大。成桥状态下,由于桥塔有缆索支承,桥塔对风作用的反应较小,然而在施工过程中风荷载对桥塔的影响非常大。长时间的结构振动以及振幅过大的结构振动,都会引起桥塔结构疲劳甚至破坏,导致严重的经济损失,威胁施工工作人员的舒适度甚至生命安全,因此研究施工阶段桥塔的振动控制问题日趋重要。目前,桥梁抗风主要采用三种桥梁抗风措施,即为气动措施、机械措施和结构措施。。机械措施是使用较为广泛的一种方案。调谐质量阻尼器（TMD）是用来抑制风致振动较为广泛的一种机械减振控制方法,本文在前人的基础上,改进设计了具有碰撞边界的新型碰撞型调谐质量阻尼器（PTMD）,通过对“L”形柔性杆减振控制的模型实验和数值模拟作为先导研究,分析了新型PTMD的减振控制性能,并研究了新型PTMD对桥塔抖振的减振控制效果。具体研究工作如下:（1）制作了结构简单但柔度较高的“L”形交通信号杆形状的钢模型,并针对模型制作了PTMD模型,将两者协同工作的模型实验作为先导研究,测试不同工况下新型PTMD对“L”形柔性杆的减振控制效果。（2）在Matlab中建立了实验结构-PTMD耦合模型,模拟实验中的工况,使计算结果与实验结果拟合,确定PTMD相关参数,进一步验证PTMD在不同工况下振动控制的有效性,并探究了不同参数对新型PTMD减振控制效果的影响规律,比较确立了最优参数值。（3）按照谐波叠加法模拟桥塔抖振,使用Matlab建立了对应于某大桥桥塔的抖振风场模拟程序,从而对桥塔的抖振激励进行了时域模拟。利用ANSYS建立了自立状态某大桥桥塔的有限元模型,进行了自振特性分析并从中提取了桥塔自身振动的刚度矩阵。针对桥塔结构设计了专门用于桥塔减振控制的新型PTMD。通过Matlab/Simulink建立某大桥-PTMD耦合模型,计算分析施工期间抖振荷载作用下新型PTMD对桥塔裸塔的减振控制效果,计算得出桥塔在抖振荷载作用下有无PTMD控制时的塔顶位移时程,通过结果对比研究新型PTMD对桥塔的减振控制效果。
郭彦军[5]（2019）在《基于流固耦合的双箱梁起重机风载荷特性研究》文中研究表明双箱梁起重机的结构轻柔、自振频率低,在风载荷作用下容易产生较大的振动和变形。目前针对起重机风载荷的研究较为薄弱,《起重机设计规范》GB/T3811-2008中对风载荷计算的规定也较为简略,为保证起重机的抗风安全性,有必要对其进行全面的风载荷研究。本文以某50吨双箱梁起重机为研究对象,基于流体力学理论、弹性力学理论和流固耦合方法,对双箱梁起重机在不同风环境下的动力学特性以及风场特征进行研究。本文的主要研究内容如下:阐述自然风场的特性及风载荷计算的一些基本概念,简要介绍《规范》中风载荷计算的相关规定、流体力学理论及弹性力学理论;建立风场-起重机流固耦合数学模型,包括流体控制方程、结构控制方程和流固耦合控制方程;根据《规范》规定的静载处理方法,对双箱梁起重机进行静力分析和模态分析;分别对双箱梁起重机平均风、正弦风载荷特性进行流固耦合分析,得到起重机的变形、应力云图以及流场的速度和压力分布规律。本文通过流固耦合的方法对双箱梁起重机在风载荷作用下的静载荷和动态响应进行分析,并将流固耦合分析得到的起重机变形、应力值与静载处理结果进行对比分析。研究表明:1)将模拟的正弦风施加到风场的方法能够更为合理的描述风场特性以及风对起重机结构变形、应力产生的影响;受正弦风作用,双箱梁起重机在顺风向和重力方向出现持续振动,起重机顺风向和重力方向最大变形值分别比静力分析结果高12.21mm、4.58mm,最大应力值比静力分析结果高59.95MPa。2)对风载荷进行静载处理的传统方法无法体现自然风的特性,自然风的突发性和脉动性会导致起重机产生较大的振动而造成更大的位移量,通过流固耦合方法对双箱梁起重机风载荷特性进行研究更能体现起重机在自然风场中的实际受载状况,具有一定合理性。
黄景辉[6]（2018）在《基于全气弹模型的混凝土吸热塔气动阻尼研究》文中提出广播电视塔、通信塔、输电塔等为典型的高耸结构,高耸结构具有细长、轻柔和低阻尼的特点,在风荷载作用下容易发生由涡激振动引起的横风向共振响应。风荷载和阻尼的准确估计是验算风致响应和涡振幅值的基础,其中阻尼是影响结构动力响应最重要和最不确定的参数。本文以某243m高光热电站吸热塔为工程背景,在已有吸热塔气弹模型的基础上进行了风洞试验,对其气动阻尼进行识别,可以为类似结构的风致响应验算、减振控制和仿真建模的参数选取提供一定的参考依据。全文主要工作如下:（1）对气动阻尼识别的随机减量技术和随机子空间法进行了介绍;重点介绍了数据式子空间法。（2）介绍了多自由度气弹模型设计的基本原理;对模型的相似参数设计和模型制作过程进行了介绍。（3）在正式试验前,进行了初步的验证性试验,并且将随机减量技术、随机子空间法和已有的卡尔曼滤波法的识别结果进行对比,验证了所用方法的准确性。在已有吸热塔气弹模型的基础上进行了一系列风洞试验。分别用两种方法对气弹模型横风向和顺风向气动阻尼进行识别;研究了气动阻尼随折减风速的变化规律。通过粘贴胶带使模型具有4种不同的结构阻尼,得到了结构阻尼对气动阻尼的影响。结构阻尼与响应振幅具有较强的相关性。在考虑不同结构阻尼比的同时,研究了幅值相关性的影响,并给出了幅值相关性现象的一种解释。对模型顶部和基底力响应进行处理,分析了折减风速和结构阻尼对结构响应的影响。从识别结果稳定性和所需数据长度的角度对比了两种识别方法的优缺点。（4）最后从概率的角度对涡振不稳定现象做出了分析,通过定义共振标准可以计算共振发生的概率,研究不同因素对共振发生概率的影响。
蒋红旗[7]（2017）在《折臂式高空作业车风振疲劳损伤破坏机理研究》文中指出高空作业车是运送人员和器材到达指定作业高度,进行特种作业的专用车辆,广泛应用在船舶、建筑、市政建设、消防等各行业。随着作业高度的增加,作业臂长细比越来越大,对风荷载越发敏感,风荷载也成为控制结构设计的主要荷载。目前,对于该类结构的风荷载模型、风致振动特性以及风振作用下的损伤评估仍然存在着一些亟待解决的问题。本文综合应用理论分析、数值模拟和实验测试等方法,对GKZ型折臂式高空作业车的风振疲劳损伤破坏机理及动力可靠性进行了系统的研究,取得如下成果:（1）针对GKZ型折臂式高空作业车的结构及工况特征,基于湍流风场建立了高空作业车风振响应的风荷载模型,模拟得到了随机脉动风载作用下作业车结构表面的风压分布规律、流场的分布特征、风振系数和风载体型系数的变化特征;给出了适用于高空作业车抗风设计的等效静力风荷载及风荷载体型系数。（2）分析了折臂式高空作业车的动力特性,研究了随机脉动风载荷作用下折臂式高空作业车的时域与频域风振响应规律。得到了在最大作业高度和最大作业幅度两种极端工况下,高空作业车位移、加速度响应的的变化规律。（3）建立了考虑风与结构耦合效应的折臂式高空作业车流固耦合模型,并给出了作业车响应的时域和频域解,得到了风与结构耦合作用对高空作业车风振响应特性的影响规律。分析表明:作业车最大作业幅度工况顺风向位移响应比最大作业高度工况时大;且随风速的增大,风与结构耦合效应对作业车的影响更趋明显。（4）设计了风荷载作用下折臂式高空作业车动力响应的现场测试系统,测定了折臂式高空作业车在随机风载荷作用下的时域和频域特性,实测结果与数值模拟结果具有较好的印证性。（5）提出了基于结构强度及变形位移响应首次超越量的动力可靠性判别方法,建立了考虑平均风速和风向随机分布特征的折臂式高空作业车动力可靠性模型,分析揭示了折臂式高空作业车的疲劳累积损伤破坏的机制,并预测了其风振疲劳寿命及可靠性。
唐伊人[8]（2017）在《双索复合阻尼索减振性能试验研究》文中研究说明许多高耸结构在国民经济中发生重要作用,高耸结构由于柔度大、阻尼低,极易在强风的作用下发生大幅振动甚至倒塌,现有的结构振动控制技术难以对其进行很好的控制。为了将阻尼器对结构的振动控制技术应用于高耸结构,本文研究了一种复合阻尼索结构,复合阻尼索由副索、主索、吊杆、复位弹簧和阻尼器等复合而成,连接结构与地面,利用主索将高耸结构的振动位移充分传递至阻尼器,利用现有阻尼器减振技术,实现对高耸结构的减振。复合阻尼索直接利用高耸结构的振动驱动阻尼器进行耗能减振,可实现对高耸结构低频率、多模态振动的控制。对于超长的复合阻尼索,其对高耸结构的减振效果受多种因素的影响,与现阻尼器减振技术相比,复合阻尼索本身的运动机理复杂,需要对此展开研究。本论文对结构-阻尼器索的相互作用对减振效果的影响展开研究,揭示了多个关键参数对复合阻尼索在高耸结构振动控制中的影响规律。1.详细介绍复合阻尼索的结构设计和工作原理,并建立简单的力学模型。在理论上分析复合阻尼索的抗风可行性和有效性。2.利用MATLAB建立提高拉索弦向刚度的算法,利用二分法及影响矩阵法算出每个支撑点需要的力来保证主索线型成直线状态,快速实现主索吊点与两端锚固点在同一直线状态,能够在大范围下快速寻找精确范围,不受非线性变形影响。3.数值仿真表明,在较小的张力作用下,长斜拉索有较大的垂度,其弦向刚度较小;在斜拉索中点进行一次弹性悬吊,在相同的轴向张力作用下,主索的弦向刚度得到了显着提高,并接近于直索轴向刚度。4.小张力作用下的复合阻尼索,通过多点弹性悬挂,得到了主索较大的弦向刚度,利用主索较大的弦向刚度,进行了复合阻尼索对高耸结构减振的模型试验,通过模型塔模拟高耸结构振动,研究了阻尼索主索刚度、索力大小、阻尼器力学性能等参数变化对模拟结构单模态振动下的减振效果。
谭文枢[9]（2016）在《基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化方法研究》文中提出格构式高耸结构具有侧向刚度小、阻尼小的特点,从而导致其对风荷载具有较强敏感性,而风荷载作用下结构稳定性研究主要集中在大跨度网壳领域,基于结构稳定性的格构式高耸结构抗风优化研究成果相对较少,因此有必要针对结构抗风稳定性进行优化设计研究。本文以一高为27m的格构式高耸塔架结构为研究对象,以基因遗传算法和MATLAB编程软件为工具,借助于有限元软件包MASTAN2提供的二次开发接口,以杆件截面积为优化设计变量,以不同受力分析状态对应的临界荷载因子为约束条件,以总用钢量为目标进行多工况非线性抗风优化设计的对比分析,具体表现为以下内容:（1）采用风工程随机振动理论的SRSS方法计算结构风致动力响应,并结合惯性风荷载法求解等效静力风荷载,将上述计算过程进行编程并应用在本文研究对象上,得出了格构式塔架结构的等效静力风荷载;（2）总结格构式塔架结构的各类结构非线性稳定计算方法,并对比了各方法的优缺点,选择合适的增量-迭代法计算格构式塔架仅考虑几何非线性二阶效应的临界荷载因子;（3）总结基本遗传算法的基本思想,并对其存在的问题进行改进。第一,初始种群不再以随机方式产生,而是经过初始种群多样性评价函数处理后,形成具有覆盖解空间不确定性小,能以最小的个体数目表达空间信息的初始种群,从而更能代表解空间特征。第二,改进自适应策略,提供合适的个体cP、mP值,解决大量个体集中在平均适应度附近的问题。第三,在优化过程中,以动态罚函数取代静态罚函数,合理调节在不同的进化时期可行解与不可行解的比例。最后,通过具体算例验证了依据上述三个策略而改进的遗传算法具有良好的收敛性;（4）在等效静力风荷载不变以及更新两种工况下,以结构稳定临界荷载因子（分别采用一阶弹性、二阶弹性和一阶弹塑性三种结构分析方法进行求解）为约束条件,对比了在相同工况下不同分析方法计算的临界荷载为约束条件的最优模型用钢量,分析了在相同类型临界荷载约束和不同工况条件下,造成优化结果差异的原因。最终优化结果表明,考虑等效静力风荷载更新比不考虑更新的最优模型用钢量相对较小,不考虑更新等效静力风荷载时优化结果偏于保守。通过本文的研究,实现了基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化算法,改进遗传算法与有限元软件MASTAN2的无缝对接,建成一套集等效静力风荷载的计算更新、格构式高耸结构临界荷载分析、遗传算法应用的集成化抗风优化设计系统。
吴本刚[10]（2016）在《格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究》文中提出格构式塔架结构由于杆件细长且整体结构表现为轻质、高柔、小阻尼等特性,在风荷载作用下容易出现大位移而产生失稳破坏。目前此类塔架结构的抗风设计主要是凭借工程师的经验以及在线弹性分析并考虑长细比的影响下反复试算完成,虽然最终的设计从满足规范上可行,但结构设计尺寸并不一定最优。本文以应用广泛的格构式塔架结构为研究对象,借助于风速时程的数值模拟和风速非平稳性分析,得到平稳的脉动风速时程,一方面结合风致结构响应的随机振动分析得到结构的等效静力风荷载,另一方面考虑线性与几何非线性分析的风致响应对设计变量的敏感度分析,结合改进的最优准则优化算法和大型有限元软件SAP2000的API开发环境,实现了对格构式高耸塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究,具体表现在以下几个方面:1、在实测风速非平稳分析方面,采用经验模态分解法,建立了考虑风速风向耦合效应的三维非平稳风速模型,进一步发展了时变标准方差、时变湍流强度的概念。以台风实测风速数据的分析,并与传统的选取基本时距的平稳模型进行对比分析,验证了所提三维非平稳风速模型在获取平稳的脉动风速时程具有较好准确度。2、在脉动风速数值模拟计算方面,采用谐波合成法的数值模拟原理实现了沿高度方向多点的脉动风速模拟,考虑了脉动风速的自相关系数、互相关系数、湍流强度、自谱和互谱等参数指标,采用EMD法进行非平稳性分析获取了较为平稳的脉动风速时程。并且采用基于多核平台的并行计算架构进行模拟程序设计,提高了数值模拟的计算效率。3、在风致结构随机振动分析方面,以一通信塔线结构为例,采用基于MATLAB的SAP2000应用程序接口开发环境,结合脉动风荷载的空间分布形式,实现了本征特征分解和Ritz模态分析相结合的Ritz-POD算法求解Ritz振型,结合谐波激励法和荷载-响应相关法,实现了结构风振响应和等效静力风荷载的高效分析。4、对于结构风致响应（包括节点位移与杆件应力等）对截面设计变量的敏感度分析,本文从有限元求解的逆过程来进行相关敏感度公式的推导。根据空间梁单元几何非线性分析中单元切线刚度矩阵元素的构成特点,提出了基于SAP2000的单元杆端外力敏感度的计算公式,进而为节点位移和杆件应力敏感度的求解提供了基础。5、对格构式结构考虑几何非线性分析的临界荷载因子及其敏感度分析,详细阐述了用“one-point approach”和“two-point approach”预估非线性临界荷载因子及其敏感度的计算原理,提出了利用节点内力敏感度求解临界荷载因子敏感度的相应方法,通过一圆屋顶桁架结构的算例验证了临界荷载及其敏感度求解方法的准确性。6、在结构抗风优化算法方面,结合最优准则法的基本原理,对其优化算法中拉格朗日算子的求解相关公式进行了修正,通过一悬臂柱结构优化理论结果的对比分析,验证了修正的最优准则法的有效性。7、综合运用前述章节的相关算法,并结合基于MATLAB的SAP2000应用程序接口开发环境,采用修正的最优准则优化算法,提出了一套对此结构在考虑几何非线性受力条件下,对其满足刚度（位移）、强度（应力）和临界荷载因子等约束条件,集节点风荷载时程和等效静力风荷载的更新为一体化的抗风优化算法。最后以一格构式塔架结构为例,对其抗风优化结果进行了详细分析。
二、高耸结构振动稳定性分析（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、高耸结构振动稳定性分析（论文提纲范文）
（1）台风区跨海桥梁格构式高支架风致响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 结构风工程与结构支撑体系研究现状 |
| 1.2.1 国内外结构支架体系研究现状 |
| 1.2.2 有关风洞试验的相关研究 |
| 1.2.3 格构式支架风致效应研究现状 |
| 1.2.4 格构式支架抗风优化方法的研究现状 |
| 1.3 本文研究工程背景 |
| 1.4 主要研究内容与技术路线 |
| 2 高墩格构式支架风致响应和扭转效应的有限元计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 格构式高支架有限元模型的建立 |
| 2.2.1 四腿格构式高支架有限元模型的建立 |
| 2.2.2 基于子结构的四腿格构式高支架有限元模型修正 |
| 2.2.3 六腿格构式高支架有限元模型修正 |
| 2.2.4 台风区两种格构式高支架的风致响应分析 |
| 2.3 两种格构式高支架的风致响应计算和比较 |
| 2.3.1 时频域的计算方法 |
| 2.3.2 风致响应的计算结果 |
| 2.3.3 台风区格构式高支架风致响应对比分析 |
| 2.4 台风区格构式高支架按规范计算的风致响应 |
| 2.4.1 风荷载作用下四腿格构式高支架性能分析 |
| 2.4.2 风荷载作用下六腿格构式高支架在的性能分析 |
| 2.5 两种格构式支架的扭转效应计算和分析 |
| 2.5.1 扭转效应的计算工况 |
| 2.5.2 扭转角的计算和分析 |
| 2.5.3 考虑扭转效应与否的杆件内力分析 |
| 2.6 考虑上部结构的作用 |
| 2.6.1 四腿格构式支架 |
| 2.6.2 六腿格构式支架 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 格构式高支架刚性模型风洞试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测力试验方案 |
| 3.3 PIV试验方案 |
| 3.4 试验结果与分析 |
| 3.4.1 静三分力系数 |
| 3.4.2 水平平面绕流场特征 |
| 3.4.3 竖向平面绕流场特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 格构式高支架HFBB风洞试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 HFBB的等效风荷载计算方法 |
| 4.2.1 基底力谱的半刚性模型修正 |
| 4.2.2 基底力谱的分段估计方法 |
| 4.2.3 基于HFBB试验的风振响应计算方法 |
| 4.3 基于HFBB试验结果的等效风荷载计算 |
| 4.3.1 等效风荷载计算方法 |
| 4.3.2 各种工况等效风荷载计算 |
| 4.3.3 风作用等级与支架各节段位移的公式拟合 |
| 4.4 现场监测数据对比 |
| 4.5 台风过程风特性 |
| 4.5.1 台风概况 |
| 4.5.2 风场特性结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 格构式高支架气弹模型风洞试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 格构式高支架模型的设计与制作 |
| 5.2.1 气弹模型的相似准则 |
| 5.2.2 模型的制作 |
| 5.3 格构式高支架模型气弹模型的风洞试验 |
| 5.3.1 风洞试验的流场模拟 |
| 5.3.2 传感器测点布置 |
| 5.3.3 气弹模型的动力标定 |
| 5.4 气弹模型的加速度测试结果 |
| 5.4.1 加速度信号处理 |
| 5.4.2 支架的加速度测试结果 |
| 5.4.3 顺风向和横风向响应的组合 |
| 5.4.4 基于加速度测试结果的风振系数计算 |
| 5.4.5 基于加速度计结果的扭转效应分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于修正的最优准则法的格构式支架结构抗风优化设计研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结构优化的有限元模型 |
| 6.2.1 节点移动对结构变形的影响 |
| 6.2.2 截面变化对结构的影响 |
| 6.3 格构式支架设计中的参数影响分析 |
| 6.3.1 格构式支架钢管直径对结构的影响分析 |
| 6.3.2 格构式支架立柱根数的影响分析 |
| 6.3.3 格构柱节段长度与总高度变化影响分析 |
| 6.3.4 格构式支架纵横向间距变化影响分析 |
| 6.3.5 格构式支架斜撑的影响分析 |
| 6.4 结构优化数学模型与极值条件 |
| 6.4.1 结构优化的数学模型 |
| 6.4.2 库恩-塔克条件 |
| 6.5 最优准则法 |
| 6.5.1 最优准则法原理 |
| 6.5.2 最优准则的修正 |
| 6.5.3 拉格朗日乘子的求解方法 |
| 6.6 基于静力几何非线性分析的格构式支架结构抗风优化 |
| 6.6.1 优化数学模型 |
| 6.6.2 位移与应力约束工况 |
| 6.6.3 临界荷载因子约束工况 |
| 6.6.4 位移、应力与临界荷载因子约束工况 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及着作 |
| 致谢 |
| 东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
（2）超长冲程抽油机有限元分析与安全性校核（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 长冲程抽油机国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第二章 超长冲程抽油机整体受力分析与校核 |
| 2.1 超长冲程抽油机结构及工作原理 |
| 2.1.1 超长冲程抽油机系统组成 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.2 超长冲程抽油机整机受力计算 |
| 2.3 超长冲程抽油机柔性钢丝绳动态悬点载荷计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超长冲程抽油机风载分析 |
| 3.1 超长冲程抽油机风载荷理论基础计算 |
| 3.1.1 超长冲程抽油机塔架风载计算 |
| 3.1.2 抽油机天轮风载计算 |
| 3.1.3 塔架有限元模型的建立 |
| 3.2 超长冲程抽油机风载有限元分析 |
| 3.2.1 最大工作载荷正面风载荷计算结果分析 |
| 3.2.2 最大工作载荷侧向风载荷计算结果分析 |
| 3.3 超长冲程抽油机优化分析 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 主要承载部件ANSYS有限元分析 |
| 4.1 超长冲程抽油机塔架动力学分析 |
| 4.1.1 模态分析 |
| 4.1.2 抽油机塔架谐响应分析 |
| 4.1.3 抽油机塔架瞬态动力学分析 |
| 4.2 钢丝绳应力和疲劳寿命分析 |
| 4.2.1 钢丝绳静应力分析 |
| 4.2.2 疲劳分析理论 |
| 4.2.3 钢丝绳疲劳寿命分析 |
| 4.3 天轮支撑机构的固有频率振型及载荷分析 |
| 4.3.1 支撑机构受力计算 |
| 4.3.2 天轮支撑机构有限元仿真分析 |
| 4.4 天轮支撑轴及轴承工作可靠分析 |
| 4.4.1 天轮支撑轴与轴承主要技术参数 |
| 4.4.2 轴承的力学性能及疲劳寿命分析 |
| 4.4.3 天轮支撑轴静力学分析 |
| 4.4.4 小结 |
| 第五章 超长冲程抽油机整机有限元分析 |
| 5.1 建立整机装配模型 |
| 5.2 整机静力学分析 |
| 5.3 整机模态分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（3）风波耦合作用下漂浮式风力机平台动态响应及稳定性控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 风能利用发展趋势 |
| 1.2 海上风力机分类 |
| 1.2.1 不同固定式风力机基础 |
| 1.2.2 不同漂浮式风力机平台 |
| 1.3 漂浮式风力机发展历程 |
| 1.4 海上固定式基础风力机应用实例 |
| 1.5 研究意义 |
| 1.6 研究现状 |
| 1.6.1 数值仿真研究 |
| 1.6.2 水池试验研究 |
| 1.6.3 平台稳定性控制研究 |
| 1.7 主要工作 |
| 1.8 论文创新 |
| 第二章 漂浮式风力机平台频域运动方程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波动方程 |
| 2.3 势流理论 |
| 2.4 线性微幅波浪理论 |
| 2.5 辐射/绕射理论 |
| 2.5.1 一阶波浪激振力 |
| 2.5.2 辐射力 |
| 2.5.3 二阶平均漂移力 |
| 2.6 莫里森方程 |
| 2.7 漂浮式风力机平台频域运动方程 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 漂浮式风力机平台时域运动方程 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 风力机气动计算理论 |
| 3.3 叶素动量理论 |
| 3.3.1 动量理论 |
| 3.3.2 叶素理论 |
| 3.3.3 动态失速 |
| 3.4 漂浮式风力机气动载荷求解 |
| 3.4.1 风轮推力 |
| 3.4.2 风阻力 |
| 3.5 漂浮式风力机时域波浪载荷求解 |
| 3.5.1 Pierson-Moskoweitz波浪谱 |
| 3.5.2 JONSWAP波浪谱 |
| 3.6 漂浮式风力机系泊系统动力学模型 |
| 3.7 漂浮式风力机平台时域运动方程 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 四种漂浮式风力机平台动态响应 |
| 4.1 四种漂浮式风力机整机实体建模 |
| 4.2 四种漂浮式风力机平台频域动态响应 |
| 4.2.1 网格划分及水动力计算可靠性验证 |
| 4.2.2 频域附加质量 |
| 4.2.3 频域辐射阻尼 |
| 4.2.4 频域一阶波浪激振力 |
| 4.2.5 频域RAO及波浪入射角度影响 |
| 4.2.6 水深对频域RAO、一阶波浪激振力影响 |
| 4.3 风波耦合作用下四种漂浮式风力机平台时域动态响应 |
| 4.3.1 平台自由衰减曲线及固有周期 |
| 4.3.2 风载荷及风波耦合作用重要性验证 |
| 4.3.3 风载荷对四种漂浮式风力机平台动态响应影响 |
| 4.3.4 平台运动对四种漂浮式风力机气动载荷影响 |
| 4.3.5 系泊系统对三种漂浮式风力机平台动态响应影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 垂荡板对漂浮式风力机Spar平台动态响应影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 去材安装垂荡板对漂浮式风力机Spar平台动态响应影响 |
| 5.2.1 漂浮式风力机整机建模及网格划分 |
| 5.2.2 频域分析 |
| 5.2.3 时域分析 |
| 5.3 增材安装垂荡板对漂浮式风力机Spar平台动态响应影响 |
| 5.3.1 漂浮式风力机整机建模及网格划分 |
| 5.3.2 频域分析 |
| 5.3.3 时域分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 阵列式平台漂浮式风电场平台动态响应 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多平台阵列共用系泊系统漂浮式风电场平台时域运动方程 |
| 6.3 3 ×3阵列Barge平台漂浮式风电场平台动态响应 |
| 6.3.1 普通海况 |
| 6.3.2 恶劣海况 |
| 6.4 3 ×3阵列半潜式平台漂浮式风电场平台动态响应 |
| 6.4.1 普通海况 |
| 6.4.2 恶劣海况 |
| 6.5 2 ×2阵列半潜式平台漂浮式风电场平台动态响应 |
| 6.5.1 普通海况 |
| 6.5.2 恶劣海况 |
| 6.6 3 ×3阵列Spar平台漂浮式风电场平台动态响应 |
| 6.6.1 两种工况下Spar平台漂浮式风电场平台转动特性 |
| 6.6.2 两种提高Spar平台漂浮式风电场平台稳定性方式 |
| 6.6.3 系泊链接点外移对Spar平台漂浮式风电场平台动态响应影响 |
| 6.7 3 ×3阵列混合式平台漂浮式风电场平台动态响应及系泊布置准则 |
| 6.7.1 一种通用的适用于混合式平台漂浮式风电场系泊系统链接准则 |
| 6.7.2 3 ×3 阵列Barge、Spar漂浮式风电场平台动态响应 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 |
| 致谢 |
（4）基于新型PTMD的施工期高耸桥塔风致振动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 风致振动特性 |
| 1.1.3 高耸桥塔风致振动特性 |
| 1.1.4 桥梁抗风振动控制措施 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 桥塔施工期振动控制发展现状 |
| 1.2.2 TMD和 PTMD振动控制发展现状 |
| 1.3 本文研究工作 |
| 第2章 柔性杆-PTMD模型实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 新型PTMD结构介绍 |
| 2.2.1 新型PTMD基本原理 |
| 2.2.2 新型PTMD结构设计 |
| 2.2.3 新型PTMD振动控制方式 |
| 2.3 实验系统介绍 |
| 2.3.1 L形柔性杆以及PTMD设计 |
| 2.3.2 自由振动试验系统 |
| 2.3.3 强迫振动实验系统 |
| 2.4 实验结果汇总 |
| 2.4.1 自由振动 |
| 2.4.2 强迫振动 |
| 2.5 本章结论 |
| 第3章 基于实验模型的数值模拟 |
| 3.1 数值算法与实验模型的拟合 |
| 3.1.1 数值算法的原理 |
| 3.1.2 数值算法拟合结果 |
| 3.2 新型PTMD数值仿真计算研究 |
| 3.2.1 新型PTMD减振性能评价 |
| 3.2.2 新型PTMD参数敏感性研究 |
| 3.2.3 新型PTMD鲁棒性研究 |
| 3.3 本章结论 |
| 第4章 新型PTMD对桥塔风致振动控制研究 |
| 4.1 工程实例分析 |
| 4.1.1 工程概述 |
| 4.1.2 基本风速 |
| 4.1.3 某大桥桥塔动力特性计算 |
| 4.2 用于桥塔振动控制的新型PTMD |
| 4.2.1 TMD在工程实际中的应用 |
| 4.2.2 新型PTMD在实际工程中应用设计 |
| 4.3 基于新型PTMD的桥塔抖振控制 |
| 4.3.1 脉动风场时域模拟原理 |
| 4.3.2 抖振响应时域分析方法 |
| 4.3.3 某大桥桥塔脉动风场时域模拟 |
| 4.3.4 某大桥桥塔风荷载计算 |
| 4.3.5 新型PTMD对某大桥桥塔抖振控制效果分析 |
| 4.4 本章结论 |
| 结论与展望 |
| 本文结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目 |
（5）基于流固耦合的双箱梁起重机风载荷特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.1.1 起重机风载荷研究的重要性 |
| 1.1.2 国内外起重机风载荷研究方法及现状 |
| 1.2 流固耦合数值方法研究现状与发展动向 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 流固耦合技术发展动向 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 起重机风载荷研究的理论基础 |
| 2.1 大气边界层风场特征 |
| 2.1.1 平均风特性 |
| 2.1.2 脉动风特性 |
| 2.2 起重机械对风载荷计算的规定 |
| 2.2.1 风载荷的估算原则 |
| 2.2.2 工作状态风载荷P_(WⅡ) |
| 2.2.3 非工作状态风载荷P_(WⅢ) |
| 2.2.4 风振载荷P_(WⅣ) |
| 2.2.5 起重机刚性稳定性和抗风防滑 |
| 2.3 计算流体力学基本理论及相关软件 |
| 2.3.1 计算流体力学概述 |
| 2.3.2 湍流模型 |
| 2.3.3 常用CFD计算软件 |
| 2.3.4 FLUENT用户自定义函数UDF |
| 2.4 弹性力学基本理论及相关软件 |
| 2.4.1 有限元法 |
| 2.4.2 瞬态动力学理论 |
| 2.4.3 ANSYS Workbench软件介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 风场-起重机流固耦合数学模型的建立 |
| 3.1 流体控制方程的建立 |
| 3.1.1 流体计算基本假设和初始条件 |
| 3.1.2 流体控制方程 |
| 3.1.3 控制方程的封闭 |
| 3.2 结构控制方程的建立 |
| 3.2.1 基本假设和初始条件 |
| 3.2.2 结构动力学微分方程 |
| 3.2.3 双箱梁起重机动力学有限元方程的建立 |
| 3.2.4 考虑流体作用的起重机结构动力有限元方程 |
| 3.3 流固耦合控制方程的建立 |
| 3.3.1 流固耦合控制方程 |
| 3.3.2 耦合面的数据传递方法研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于流固耦合的双箱梁起重机平均风载荷特性分析 |
| 4.1 计算模型建立及边界条件设置 |
| 4.1.1 双箱梁起重机有限元模型建立 |
| 4.1.2 数值风洞建立及网格划分 |
| 4.1.3 流固耦合系统建立及边界条件设置 |
| 4.2 双箱梁起重机静力分析和模态分析 |
| 4.3 双箱梁起重机平均风载荷特性的稳态分析 |
| 4.3.1 流场计算结果分析 |
| 4.3.2 双箱梁起重机计算结果分析 |
| 4.4 双箱梁起重机平均风载荷特性的瞬态分析 |
| 4.4.1 流固耦合计算方法 |
| 4.4.2 流场计算结果分析 |
| 4.4.3 双箱梁起重机计算结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于流固耦合的双箱梁起重机正弦风载荷特性分析 |
| 5.1 正弦风的生成及边界条件施加 |
| 5.2 正弦风作用下的双箱梁起重机流固耦合分析 |
| 5.2.1 流场中测点的风速计算结果分析 |
| 5.2.2 流场中测点的风压计算结果分析 |
| 5.2.3 双箱梁起重机计算结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士期间发表的论文与研究成果 |
| 附录B 论文涉及到的主要程序 |
（6）基于全气弹模型的混凝土吸热塔气动阻尼研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 高耸结构发展现状及特点 |
| 1.1.2 风荷载作用下的高耸结构 |
| 1.2 高耸结构的风致振动类型 |
| 1.2.1 涡激振动 |
| 1.2.2 驰振、颤振 |
| 1.2.3 抖振 |
| 1.3 高耸结构涡激振动研究综述 |
| 1.4 气弹问题中的气动负阻尼现象 |
| 1.5 高耸结构气动阻尼的环境激励识别方法 |
| 1.6 环境激励识别方法研究综述 |
| 1.6.1 峰值拾取法(PP) |
| 1.6.2 随机减量法(RDT) |
| 1.6.3 随机子空间法(SSI) |
| 1.7 本文主要工作和内容安排 |
| 第2章 参数识别方法 |
| 2.1 随机减量方法 |
| 2.2 随机子空间模型 |
| 2.2.1 随机子空间模型的推导 |
| 2.2.2 随机状态空间模型的性质 |
| 2.3 协方差式子空间法 |
| 2.3.1 Hankel矩阵定义 |
| 2.3.2 输出协方差矩阵 |
| 2.3.3 模态参数识别 |
| 2.3.4 参数识别 |
| 2.3.5 加权矩阵的处理 |
| 2.4 数据式子空间法 |
| 2.4.1 正交投影和QR分解 |
| 2.4.2 加权矩阵的处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 气弹模型制作和风洞试验方法 |
| 3.1 气弹模型概述 |
| 3.2 相似参数设计 |
| 3.3 模型制作 |
| 3.4 动态参数测定 |
| 3.5 风场与仪器 |
| 3.6 临界风速 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 气动阻尼识别 |
| 4.1 验证方法正确性 |
| 4.2 数据处理 |
| 4.3 横风向阻尼 |
| 4.3.1 横风向总阻尼 |
| 4.3.2 未考虑结构阻尼比随振幅变化 |
| 4.3.3 考虑结构阻尼比随振幅变化 |
| 4.4 顺风向阻尼 |
| 4.4.1 顺风向总阻尼 |
| 4.4.2 未考虑结构阻尼比随振幅变化 |
| 4.4.3 考虑结构阻尼比随振幅变化 |
| 4.5 识别方法对比 |
| 4.6 阻尼比对响应的影响 |
| 4.6.1 横风向响应 |
| 4.6.2 顺风向响应 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 涡振不稳定性概率分析 |
| 5.1 涡激共振联合概率模型 |
| 5.2 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) |
| 附录B (气弹模型截面高度参数) |
（7）折臂式高空作业车风振疲劳损伤破坏机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 高空作业车的风载特性 |
| 2.1 高空作业车组成结构 |
| 2.2 风载特性的表征方法 |
| 2.3 脉动风的概率统计特征 |
| 2.4 折臂式高空作业车的风载荷特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高空作业车的动力特性 |
| 3.1 结构模态分析理论 |
| 3.2 折臂式高空作业车的动力特性 |
| 3.3 高空作业车的振型参与系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高空作业车的风振响应 |
| 4.1 脉动风速数值模拟 |
| 4.2 折臂式高空作业车风振响应的时域特性 |
| 4.3 折臂式高空作业车风振响应的频域特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 考虑风与结构耦合作用的高空作业车风振响应 |
| 5.1 风与高空作业车的流固耦合效应 |
| 5.2 考虑耦合作用时结构动力学方程 |
| 5.3 风与高空作业车耦合作用时的风振响应 |
| 5.4 高空作业车的等效风荷载 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 折臂式高空作业车风振响应的实测研究 |
| 6.1 测试设备与方案 |
| 6.2 高空作业车风致振动响应测试 |
| 6.3 高空作业车实测结果时域分析 |
| 6.4 高空作业车实测结果频域分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 高空作业车的风振疲劳损伤及动力可靠性 |
| 7.1 高空作业车的风振可靠性 |
| 7.2 疲劳的基本概念 |
| 7.3 疲劳累积损伤理论 |
| 7.4 时域内疲劳累积损伤分析 |
| 7.5 频域内疲劳累积损伤分析 |
| 7.6 高空作业车的风振疲劳可靠性 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）双索复合阻尼索减振性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 风对高耸结构的作用 |
| 1.3 高耸结构抗风抗振研究现状 |
| 1.3.1 输电塔振动减振研究 |
| 1.3.2 超高层建筑与高墩大跨桥梁施工的稳定性研究 |
| 1.3.3 拉索的振动研究 |
| 1.3.4 阻尼器耗能减振研究 |
| 1.4 本文研究的主要内容与思路 |
| 1.4.1 本文研究的主要内容 |
| 1.4.2 本文研究思路 |
| 第二章 双索复合阻尼索的设计与基本理论 |
| 2.1 双索复合阻尼索结构设计及工作原理 |
| 2.1.1 双索复合阻尼索结构设计 |
| 2.1.2 双索复合阻尼索工作原理 |
| 2.2 阻尼器的减振原理与力学模型 |
| 2.2.1 粘滞阻尼器力学模型 |
| 2.2.2 MR阻尼器基本力学模型 |
| 2.3 结构的一阶弯曲振动的振型函数计算 |
| 第三章 拉索弦向刚度与垂度关系的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 垂度对拉索弦向刚度的影响 |
| 3.2.1 钢丝绳自身弹性模量试验 |
| 3.2.2 拉索弦向刚度试验 |
| 3.2.3 主索弦向刚度数值仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 多点支承增大柔索弦向刚度的快速寻优算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多点支承增大柔索轴向刚度的快速寻优算法基本理论 |
| 4.2.1 大垂度拉索有限元计算 |
| 4.2.2 影响矩阵 |
| 4.3 MATLAB仿真算例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双索复合阻尼索的试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合阻尼索减振试验方法 |
| 5.2.1 试验概况 |
| 5.2.2 阻尼器的力学性能 |
| 5.2.3 试验及测量计算方法 |
| 5.2.4 复合阻尼索与单阻尼索减振效果对比方法 |
| 5.3 阻尼索减振试验结果与分析 |
| 5.3.1 阻尼索垂度对减振效果的影响 |
| 5.3.2 复合阻尼索安装高度对减振效果的影响 |
| 5.3.3 阻尼力大小对减振效果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A |
（9）基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 格构式高耸结构介绍 |
| 1.1.2 格构式高耸结构的风致破坏 |
| 1.1.3 结构优化分析 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 等效静力风荷载 |
| 1.2.2 稳定性研究 |
| 1.2.3 结构优化理论研究 |
| 1.3 存在的问题以及本文主要内容 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 本文主要内容 |
| 第二章 等效静力风荷载计算 |
| 2.1 大气边界层风速的基本组成 |
| 2.1.1 平均风剖面 |
| 2.1.2 顺风向脉动风速谱 |
| 2.2 等效静力风荷载计算方法 |
| 2.2.1 平均风荷载 |
| 2.2.2 结构风致响应的频域分析算法 |
| 2.3 结构等效静力风荷载的计算 |
| 2.3.1 结构模型 |
| 2.3.2 结构风荷载的计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 格构式结构临界荷载的计算方法 |
| 3.1 结构分析采取不同分析策略时的临界荷载的差异 |
| 3.2 特征值法计算一阶弹性临界荷载 |
| 3.3 增量分析法计算二阶几何非线性分析的临界荷载 |
| 3.3.1 单步增量法 |
| 3.3.2 增量迭代法 |
| 3.4 特征值法计算一阶弹塑性临界荷载 |
| 3.5 Mastan有限元计算软件及控制参数取值 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基本遗传算法及其改进 |
| 4.1 基本遗传算法 |
| 4.1.1 遗传算法的基本实现技术 |
| 4.1.2 遗传算法的理论基础 |
| 4.1.3 基本遗传算法存在的问题 |
| 4.2 遗传算法的改进 |
| 4.2.1 用于检验改进遗传算法的测试函数 |
| 4.2.2 初始种群多样性评价函数 |
| 4.2.3 改进自适应遗传算法 |
| 4.2.4 罚函数的改进 |
| 4.3 改进遗传算法的工程算例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章基于临界荷载因子限值的格构式高耸结构抗风优化设计分析 |
| 5.1 格构式塔架结构抗风优化数学模型 |
| 5.2 格构式塔架结构基于临界荷载因子限值的抗风优化流程 |
| 5.3 优化结果对比分析 |
| 5.3.1 改进遗传算法及基本遗传算法的优化效率对比分析 |
| 5.3.2 临界荷载因子进化历程 |
| 5.3.3 用钢量、杆件截面及等效静力风荷载优化结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未开研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 格构式塔架结构研究现状 |
| 1.2.1 现场实测 |
| 1.2.2 风洞实验 |
| 1.2.3 风振响应与等效静力风荷载分析 |
| 1.2.4 结构稳定性分析 |
| 1.2.5 抗风优化设计方法 |
| 1.3 存在的问题与不足之处 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 考虑风速风向耦合效应的实测风场三维非平稳特征研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实测脉动风场分析理论 |
| 2.2.1 脉动风速平稳模型（矢量分解法） |
| 2.2.2 脉动风速非平稳模型（EMD法） |
| 2.3 脉动风场特性指标 |
| 2.3.1 湍流强度 |
| 2.3.2 脉动风速谱 |
| 2.4 算例 |
| 2.4.1 实测数据及其均值 |
| 2.4.2 脉动风速及其均方根值 |
| 2.4.3 湍流强度对比结果 |
| 2.4.4 概率密度对比结果 |
| 2.4.5 脉动风速谱对比结果 |
| 2.5 平稳度指数检验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于谐波合成法的脉动风速数值模拟并行计算研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于谐波合成法的脉动风速数值模拟基本原理 |
| 3.2.1 风速的基本组成 |
| 3.2.2 脉动风速的功率谱 |
| 3.2.3 谐波合成法 |
| 3.3 脉动风速数值模拟计算流程 |
| 3.4 算例 |
| 3.4.1 脉动风速时程及其相关函数结果 |
| 3.4.2 湍流强度结果对比 |
| 3.4.3 脉动风速功率谱结果对比 |
| 3.4.4 脉动风速非平稳性分析 |
| 3.5 脉动风速数值模拟的并行计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于POD-Ritz法的风致结构振动响应及其等效静风荷载计算研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 塔架结构的快速建模 |
| 4.2.1 MATLAB与SAP2000数据交互 |
| 4.2.2 快速建模 |
| 4.3 塔架结构节点风荷载 |
| 4.3.1 准定常假定 |
| 4.3.2 角钢杆件风压系数的风洞实验确定[134] |
| 4.4 结构风振相关计算原理 |
| 4.4.1 POD原理 |
| 4.4.2 风致结构振动响应计算原理 |
| 4.4.3 等效静力风荷载计算原理 |
| 4.5 控制计算精度的流程图设计 |
| 4.6 算例——通信塔线结构 |
| 4.6.1 有限元模型 |
| 4.6.2 POD模态能量比 |
| 4.6.3 模态分析 |
| 4.6.4 风振响应结果对比 |
| 4.6.5 等效静风荷载结果对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于结构线性与几何非线性分析的位移与应力敏感度求解方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空间梁单元切向刚度矩阵和转换矩阵 |
| 5.2.1 空间梁切向刚度矩阵的推导 |
| 5.2.2 空间梁切向刚度矩阵的组成 |
| 5.2.3 单元节点位移局部与整体坐标系的转换矩阵 |
| 5.3 节点内力与位移敏感度 |
| 5.3.1 非线性求解方法 |
| 5.3.2 节点内力敏感度公式推导 |
| 5.3.3 节点内力敏感度基于SAP2000的简化计算 |
| 5.3.4 节点位移敏感度 |
| 5.4 构件截面属性与应力敏感度 |
| 5.4.1 截面属性及其敏感度 |
| 5.4.2 截面应力及其敏感度 |
| 5.5 验证算例——三杆桁架结构 |
| 5.6 算例——塔架结构 |
| 5.6.1 有限元模型 |
| 5.6.2 风致结构振动响应 |
| 5.6.3 等效静力风荷载 |
| 5.6.4 节点位移及其敏感度 |
| 5.6.5 杆件应力及其敏感度 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于结构几何非线性分析的临界荷载因子及其敏感度的预估方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结构临界荷载因子及其敏感度分析 |
| 6.2.1 线性屈曲分析 |
| 6.2.2 静力几何非线性预估临界荷载因子方法 |
| 6.2.3 基于几何非线性分析的临界荷载因子敏感度分析 |
| 6.3 验证算例——圆屋顶桁架结构 |
| 6.4 算例——塔架结构 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 基于修正的最优准则法的格构式塔架结构抗风优化设计研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结构优化数学模型与极值条件 |
| 7.2.1 结构优化的数学模型 |
| 7.2.2 库恩-塔克条件 |
| 7.3 最优准则法 |
| 7.3.1 最优准则法原理 |
| 7.3.2 最优准则法的修正 |
| 7.3.3 拉格朗日乘子的求解方法 |
| 7.3.4 修正最优准则法的计算流程图 |
| 7.4 验证算例——悬臂柱结构 |
| 7.5 算例——塔架结构 |
| 7.5.1 结构抗风优化设计流程图 |
| 7.5.2 基于线弹性分析的格构式塔架结构抗风优化 |
| 7.5.3 基于静力几何非线性分析的格构式塔架结构抗风优化 |
| 7.5.4 基于CPU的并行计算效率 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间撰写期刊论文情况 |
| 致谢 |
四、高耸结构振动稳定性分析（论文参考文献）
- [1]台风区跨海桥梁格构式高支架风致响应研究[D]. 王世杰. 东北林业大学, 2021(09)
- [2]超长冲程抽油机有限元分析与安全性校核[D]. 王睿杰. 西安石油大学, 2020(11)
- [3]风波耦合作用下漂浮式风力机平台动态响应及稳定性控制研究[D]. 丁勤卫. 上海理工大学, 2019(01)
- [4]基于新型PTMD的施工期高耸桥塔风致振动控制研究[D]. 陆成文. 西南交通大学, 2019
- [5]基于流固耦合的双箱梁起重机风载荷特性研究[D]. 郭彦军. 昆明理工大学, 2019(04)
- [6]基于全气弹模型的混凝土吸热塔气动阻尼研究[D]. 黄景辉. 湖南大学, 2018(02)
- [7]折臂式高空作业车风振疲劳损伤破坏机理研究[D]. 蒋红旗. 中国矿业大学, 2017(11)
- [8]双索复合阻尼索减振性能试验研究[D]. 唐伊人. 湖南科技大学, 2017(02)
- [9]基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化方法研究[D]. 谭文枢. 广州大学, 2016(03)
- [10]格构式塔架结构基于线性与几何非线性分析的抗风优化设计方法研究[D]. 吴本刚. 广州大学, 2016(01)