特种结构基底隔震与抗震性能分析

摘要

近年来，国内电力行业发展迅速，电压发生器作为一种测试电气设备抵抗冲击电压性能的重要电气设备，得到了越来越广泛的应用。同时由于我国是一个地震灾害频发的国家，开展针对电压发生器的抗震研究显得十分必要。本文分别以三个不同结构型式的电压发生器为研究对象，在建立合理有限元模型的基础上，讨论了电压发生器的抗震性能。主要研究内容如下： 1．不考虑采用明置基础的塔架结构的弹性，而将其看作一搁置于刚性地面上的刚体结构，使用MATLAB语言编制计算程序，对塔架结构的滑移特性进行计算分析，同时进行了塔架结构的拟静力抗倾覆性能验算。 2．使用大型通用有限元程序ANSYS建立了研究对象的三维有限元模型，通过输入不同地震波，对比分析了明置于基础上的塔架结构在不同地震作用下的刚体和弹性体滑移、抗倾覆件能及动力响应的分布特性，同时比较了不同支承条件下结构抗震性能和自振特性的变化。 3．电压发生器结构类型中最常见的是双塔式结构，本文对此类发生器的抗震计算提出了一种简化的方法，即子结构计算方法。为考察该方法的适用性，计算中分别采用了直接积分法、振型叠加法和反应谱法进行计算，共选取12条地震波，分别针对四种不同的场地土类型。数值计算结果表明：该简化方法具有一定的适用性。

目录

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声明

第1章绪论

1.1电压发生器的基本情况

1.2基本研究状况

1.3研究方法

1.3.1震害资料分析

1.3.2实验分析

1.3.3理论计算分析

1.4摩擦滑移隔震研究现状

1.5本文主要研究内容

第2章基本理论

2.1滑移机构

2.2摩擦力模型

2.2.1间断型库仑摩擦力模型

2.2.2连续型库仑摩擦力模型

2.2.3速变摩擦

2.3滑移隔震结构的计算模型

2.4动力响应的计算方法

2.4.1动力响应的时域分析法

2.4.2动力响应的频域分析法

2.4.3振型分解反应谱法

第3章塔架结构刚性响应分析

3.1塔架结构的基本情况

3.2刚体滑移

3.2.1刚体滑移的基本理论

3.2.2刚体滑移的计算

3.3刚性拟静力抗倾覆分析

3.3.1刚性拟静力抗倾覆计算

3.3.2刚性拟静力抗倾覆计算结果

3.4本章小结

第4章塔架结构的弹性响应分析

4.1计算模型

4.1.1计算模型的建立

4.1.2动力分析方程

4.2强度安全性分析

4.2.1结构自振特性

4.2.2正弦三波与实际地震波作用时结构的响应

4.2.3竖向地震波对结构响应的影响

4.3抗倾覆安全性分析

4.3.1结构的弹性滑移响应

4.3.2结构的弹性滑移时的动力响应的分布特点

4.3.3结构的弹性滑移时的抗倾覆特性

4.4本章小结

第5章双塔式电压发生器地震响应分析的讨论

5.0引言

5.1计算结构简介

5.2计算原理及有限元模型

5.3塔架结构的自振特性

5.4时程计算分析

5.4.1地震波的选取

5.4.2计算方法

5.4.3初步计算

5.4.4基于直接积分法的地震响应计算

5.4.5基于振型叠加法的地震响应计算

5.4.6基于反应谱理论的地震响应计算

5.5算例分析

5.5.1算例模型简介

5.5.2算例自振特性

5.5.3算例计算结果

5.6本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果