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槽型双梁结构流固耦合风振特性分析文献综述

 2020-05-04 21:19:14  

1.目的及意义


1.1课题研究的目的

国内外对于梁的使用比较高,相对于单梁来说,目前双梁的使用逐渐增加。双梁结构不仅自重轻,载荷大,抗风能力强,同时还具有牢固可靠、拼装时间段等特点,所以目前国内双梁结构主要应用于港口机械、桥梁、高层建筑等其他支撑组织,双梁结构包含槽型双梁、箱形双梁等,本课题主要研究的是槽型双梁。各种机构运用双梁的目的除了支撑外,就是防风以及防震,本课题研究的是双梁的防风特性。风在自然界中普遍存在,特别是在港口以及远离地面的地方,防风对于机构的稳定尤为重要,为了使槽型双梁更好的适用于港口机械、桥梁、高层建筑等其他支撑组织,本课题针对槽型双梁结构,以有限元技术为基础,结合港口机械、金属结构、机械振动等知识,对结构在风场中的力学特性进行分析。

1.2课题研究的意义

分析槽型双梁结构在风场中的力学特性,一方面可以进一步的了解槽型双梁,将槽型双梁运用到更多的领域中去;另一方面通过分析来确保双梁结构在组织中稳定性,然后更好的发挥槽型双梁的优点。双梁的运用越来越广泛,同是对于双梁结构也有了各种不同的要求,为了直观的体现不同方案下双梁的特性,本课题运用ANSYS软件来进行建模仿真,有效的模拟槽型双梁在风场情况,更加简洁明了的显示槽型双梁结构在风场中的力学特性,为槽型双梁结构的应用以及优点提供实质性的参考。

1.3 国内外研究现状及发展趋势

目前使用的一种槽型双梁结构的特征在于:在相邻柱之间设置有双梁,在双梁之间连接有次梁,在次梁和双梁上放置有楼板。这种结构减小了框架梁之间次梁或楼板的跨度,减小了受力而达到节省的目的,增加了框架梁对框架节点的约束,从而提高了框架的抗风性能。

双梁结构日渐扩大的需求,对双梁结构的抗风、抗震性能也有了新的要求,因而槽型双梁结构发展的趋势必然是抗风、抗震性能的提高,同时,在满足抗风、抗震的基础上,具有某些特定功能和结构的双梁将会越来越被需要,更加抗风、抗震的槽型双梁结构必定会开拓更加广大的应用空间。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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2.1基本内容

利用ANSYS仿真软件对槽型双梁结构在风场中的风振特性进行建模,并进行仿真,研究分析不同参数的改变对槽型双梁结构力学特性的影响。

2.2技术方法

ANSYS软件是集合结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。本课题使用的是将ANSYS软件中结构和流体结合起来的有限元分析方法。模型的建立以及使用可分为三大步骤:第一步,前处理;第二步,分析计算;第三步,后处理。前处理就是建立起模型,软件中强大的实体建模及网格划分工具,可以方便快捷地构造有限元模型;分析计算需要进行上百次的计算,软件中的结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理就是生成各种图形及表格,软件可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。ANSYS软件建模方法的运用节省了模型建立、过程计算以及图标形成的时间。

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