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模拟出风荷载以后,结构响应是这样对吗?
xyboo3






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2007-5-6 19:23    QQ 顶部


我在模拟出风荷载之后,将其加到结构的相关节点(直接用有限元模型),得到的响应是这样的,请大家帮忙看一看。
(1)我用newmark方法编程序和用ANSYS直接计算的结果都差不多,但是我看的很多文章都是速度和加速度慢慢增大,然后到比较平稳的阶段,我的为何是先增大,而后变平稳?
(2)我看的文章大多数事简化为葫芦串模型,是不是因为别人作了简化的原因?
请大家指点!谢谢了!
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dinochen1983






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2007-5-7 23:26    QQ ICQ 状态 顶部


一开始部分是错的,是由于瞬时施加荷载产生的加速度产生的,荷载施加应该从0开始缓慢增加到初始值
xyboo3






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2007-5-8 13:13    QQ 顶部


      非常谢谢 dinochen1983 的解答!的确您说的问题跟实际相符,用你的方式修改之后,速度和加速度的确得到了满意的结果。
    但是实际上开始逐渐加载这一部分是我人为加上去的,在获得响应以后怎么处理前面人为加进去的这一部分荷载产生的响应呢?如果说直接去掉人为加载这一部分的响应的话,似乎速度和位移不大对,因为开始速度和位移第一项应该为0.
       我觉得是不是从整体上看的话前面这一段人为加载时间很短,而整体的响应可以反映实际的响应的状况,就直接去掉前面人为加载的这一段时间的响应。不知道我的这种想法是不是有问题?请指点!谢谢了!
care (Liuguohuan)







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2007-5-9 15:54    顶部


(1) 如果初始(零时刻)条件(位移、速度、加速度)是零:而且时程反应的采样点包括了零时刻,那么图中就应该显示有从零增大的这一过程;若时程反应的采样点没有包括零时刻,那么图中就不应该显示有从零增大的这一过程。
(2) 如果初始(零时刻)条件(位移、速度、加速度)不是零:无论时程反应的采样点是否包括了零时刻,那图中就不应该存在从零增大的这一过程。
   (3) 仅从图中显示判断:与以往文献比较,楼主将采样频率取得比较大。建议将采样频率变得低点儿,同时再考虑(1)、(2)重新作出反应显示图,这样从零增大这一过程应该看得比较明显。
  (4) 个人认为,根本不需要在初始时间段人为加入加载时间。因为无需这样处理,况且风对实际结构作用的物理过程不包括这一过程。
  我认为,楼主的风模拟应该没有问题,结构也不应该存在问题,那就是初始条件设置、采样点是否包括零点的问题。其次,建议反应采样频率低一些!



By Liuguohuan
dinochen1983






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2007-5-9 18:16    QQ ICQ 状态 顶部


我觉得要施加缓冲段,因为按风的性态,分为平均风与脉动风,平均风周期太长了,不产生动力特性,脉动风使结构产生加速度,
如果不加缓冲段得到的结果是:
脉动风使结构产生的加速度<>总风(平均+脉动风)使结构产生的加速度,因为突加荷载使结构加速变大,以后数值的求解出现异态,不平稳了
无论是风的时程,还是响应的曲线,应该是一下平稳的高斯过程(弹性分析)
这些是我做过抗风分析的一些经验
xyboo3






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2007-5-9 20:30    QQ 顶部


(1) care说的很对,我的采样间隔为0.02s,也就是频率是50HZ.顺带的问一句,这里你说的采样频率和进行频谱比较的采样频率有什么区别?
(2)时间步长0.02s,的确是有点小,但是我不知道这与得到的时程是什么样的关系?关系很大吗?如果是,那怎么在风荷载模拟的时候选用合适的时间步长?
(3)我也见过类似的文献,时间步长0.02s(我的前几届师兄好像都用了0.02s),也见过用0.01s的文献,得出的结果也不是我那样的。但是他们用的都是葫芦串模型,而且我取了一个葫芦串的小模型,结果似乎也是比较正常的。所以有我提出的这是不是与模型有关系。
(4)dinochen1983 ,再请指点一下,如果施加缓冲段,你认为怎样加最合适?这样获得响应后分析的时候如何处理前面缓冲段部分得到的响应?特别是这样对频谱分析的影响大吗?该如何处理这个问题。
谢谢 care和dinochen1983的解答和讨论!请大家再次指点!谢谢!
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2007-5-9 21:19    顶部


(1)采样频率越高,结构反应频谱分析得到结构的频率越高。根据阀农定理:频谱得到结构的最大频率是采样频率的1/2。
(2)我还是认为无需施加缓冲段,就是直接作用给结构计算就可以了。因为风对结构的实际作用就是平均风和脉动风共同作用的,反应结果开始有放大现象是正确的。(附件是在网上下载的一篇论文)。
(3)楼主的问题,我的理解时是:为什么没有看到反应开始从零增大的这一过程,我认为有可能:一,提取结果时就没有包括零点,所以反应曲线开始就是个非零值。二,初始条件可能不是零。三,有可能,初始条件是零,结果提取也包括了零点,但是由于采样频率比较大,在图中只是看不清第一个采样点(零点)到后面采样点数值增大的这一过程而已 ,但实际是存在着一过程的。
(4)脉动风模拟时间步长选取见。http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=147430&h=1&bpg=3&age=30 。反应采样频率可高可低,看需求。
   楼主不妨尝试一下上面建议。 望同行指点!
712195-.pdf ( 385.51 K) 下载次数 283



By Liuguohuan
dinochen1983






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帖子 1024
2007-5-10 01:08    QQ ICQ 状态 顶部


这样获得响应后分析的时候如何处理前面缓冲段部分得到的响应?
无需处理,因为加速度等的响应很低,在频谱分析时不列入分析范围,认真把全过程做下来吧,所有讨论只做参考
xyboo3






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帖子 39
2007-5-10 09:31    QQ 顶部


(1)care  初始条件是零,结果提取也包括了零点,但是由于采样频率比较大,在图中只是看不清第一个采样点(零点)到后面采样点数值增大的这一过程而已 ,但实际是存在着一过程的.的确是一增大的过程,我曾经只取前面的(1:1000)项观察过,增大的过程是否正确,我没有理由判断?这正是我的困惑之处。还请指点!稍后我少取一些项贴出来.
(2) dinochen1983 频谱分析这一过程我还不是很了解,所以应该没什么发言权,今天我好好看看,不懂之处请指点!谢谢了!
sjzzsp






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帖子 6
2007-5-12 20:51    顶部


大家好,我现在也是在做这方面的工作,得到位移时程曲线也是开始有放大现象,我现在有个问题,我是在ANSYS中的瞬态分析,在得到位移时程曲线后,在ANSYS中直接对其求导数得到速度和加速度时程曲线的做法可行吗?对求导所得的时程曲线如何判断其对错?请各位指教!
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2007-5-19 11:30    顶部


(1)“线性结构在平稳激励作用下,结构的反应是平稳的”,这个结论的前  
       提是假定输入是 t=负无穷开始计算导致的结果。但是,实际过程是激励
      的输入是从t=0时刻开始输入的,通常初始条件取为0,相应的输出过程
      将是非平稳的,非平稳现象发生在结构反应的初始阶段。实际数值计算
       结果与理论相 一致。
(2)对于同一结构,一定激励下,随着结构阻尼比设置越大,结构反应趋
        向平稳的速度加
(3)具体理论推导,可以参考《结构动力学》[第二版(修订版) 克拉夫  
       彭津著,王光远译]  P412-P414



By Liuguohuan
xyboo3






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帖子 39
2007-5-21 09:27    QQ 顶部


      care 谢谢你的解答,你说的很有道理。我在根据你的方法将时间步长加到0.05后开始放大效应就不明显了,但是有一点放大,正如你说的。
    但是现在又遇到一个问题,我在对结构响应作谱分析的时候,发现位移,速度,加速度谱密度是100的关系,实在不理解是怎么回事情?但是功率谱峰值对应的频率是一致的
   请大家指点!附上我的谱分析图
716139-.doc ( 31 K) 下载次数 120
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2007-5-21 10:17    顶部


  (1)“功率谱峰值对应的频率是一致的”是正确的,它反应的是结构在风作用方向的频率,属于自振特性的表现,如果不考虑二阶效应和大变形(可以柔化结构,可参考wilson <<结构静力与动力分析>>)理论上不应该有变化。从图中判断频率大概 1.6HZ左右,不是柔性结构,即使考虑了二阶效应和大变形通过反应的功率谱得到的频率几乎等于模态分析得到的频率。
  (2)你提供附件中的位移、速度和加速度之间功率谱的关系是正确的,但是公式中是原频率w的平方关系,而不是频率f的平方关系。1.6HZ近似转化为原频率w=2*pi*1.6=10.048,再平方就接近100了。
  (3)我不明白的是,从提供的速度和加速度功率谱曲线中,没有看到两者之间的区别;看是否是加速度数据提取的问题。



By Liuguohuan
xyboo3






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帖子 39
2007-5-21 12:23    QQ 顶部


     对不起大家了,我大意了,加速度和速度帖了同一张图!现改正,再传上!
  
   care 大哥(希望这样叫你别见怪,由衷钦佩!)!另有不明白的问题:
   有人跟我讲,看我的风荷载模拟是否正确,也可以从响应的频谱分析来看。现在从我的频谱分析来看,1.57hz是我的结构的基频,的确是正确的。这样就可以判断我的风荷载模拟是正确的吗?根据是什么?
   我一直对频谱分析的作用不是很了解,看来是我的数学基础太差!也请大家指点一下,频谱分析的作用有哪些,简要的讲讲依据?
   谢谢大家!!
716215-.doc ( 31 K) 下载次数 123
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2007-5-22 23:17    顶部


(1)从位移反应的频谱分析图上判断,能够在性质上看出模拟的脉动风的合理与否。提供的位移功率谱曲线左边有多个比较高的曲线峰可以看出,脉动风包括低频紊流部分且低频脉动风围绕着目标谱有抖动现象。;右边在一阶频率附近有峰值而且紧靠近峰值处还有一些小峰,说明高频紊流部分包括结构频率成分且脉动风围绕着目标谱有抖动现象。
(2)由于速度和加速度频谱分析,在低频处的功率谱粉分别为位移功率谱的f*2和f*4,所以,低频处的峰值就比较小,很接近横轴,所以看不出脉动风低频紊流的部分。
(3)仅通过频谱曲线峰值对应着“结构的基频1.57hz”,不能说明脉动风就是模拟正确的。因为只要激励的频段(例如:白谱)内包括了结构的频率,频谱分析曲线在结构频率处会出现峰,这只是共振的表现。
(4)时域、频域以及时频两域同时分析问题,建议还是看参考书为好。
(5)呵呵,要感谢的应该是钢结构论坛,是它为我们大家提供一个互相交流的平台。



By Liuguohuan
xyboo3






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帖子 39
2007-5-23 14:35    QQ 顶部


  (1) 谢谢care ,能不能介绍一两本通俗点的两域同时分析问题的参考书!我的数学基础比较差。
(2)也就是说,判断模拟的风荷载是否正确,还是需要从谱比较着手?
(3)另外,我做完风荷载模拟后,加到损伤前后的输电塔结构上得到损伤前后的时程响应。
     损伤模拟,我是通过输电塔中某一杆件来模拟的。我得到时程响应后如何比较响应的差异。如果说通过频谱来比较,损伤只对高频部分有影响,这需要风荷载模拟的时候采样频率比较低,比较难作到这一点。
     有没有什么其它的比较损伤前后时程的方法,比如说方差什么的可不可以?有人跟我讲过这一点,但是我不是很理解!
  请大家指点!谢谢!
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2007-5-23 15:39    顶部


 (1)两域同时分析的参考书是小波分析,我想你需要的是频谱分析就够了(不敢肯定).
(2)我没有说,通过反应频谱分析,就能够判断脉动风模拟正确与否。我说的是,通过反应频谱曲线,在性质上,可以判断模拟风的基本合理性(例如:频分组成);要在量化上判断,,需要和目标谱进行比较,这也是根本判断的标准。
  (3)按照你所说"损伤只对高频部分有影响,这需要风荷载模拟的时候采样频率比较低",应该是采样频率高吧.还有“风荷载模拟的时候采样频率比较低,比较难作到这一点” 我不太明白,模拟时间间隔是自己来定的。
 



By Liuguohuan
xyboo3






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帖子 39
2007-5-23 20:08    QQ 顶部


(1) 首先声明一个错误,采样频率的问题我说错了。care 说的是对的。
  
(2)还是那个问题,对于时程响应应该怎么样来比较,做控制的经常都是比较幅值。但是对于结构的小损伤,很难对位移等这些响应有较大的影响的。我看单跟构件弹性模量折减时,从幅值上看没有什么变化。所以还请大家多指点!
我用的同一风载时程样本。
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2011-6-5 15:52    顶部



如下:


               1. 设置脉动风的时间间隔、上限频率,频率点个数,关心点的几何坐标等必要参数;
               2. 生成各需求高度的脉动风速;
               3. 拟合目标功率谱;
               4. 输出风速的Excel和Txt格式文件;

                                                                                                                                                                                                             1

care 修改于2011-06-05 22:33
care (Liuguohuan)







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帖子 198
2011-6-16 09:42    顶部
为了便于直接应用,又增加了相应功能(如图所示),主要包括
  
  1. 直接通过参数设置界面,可以直接选择场地类型及其具体参数,例如:梯度风高度和粗糙度指数等;

  2. 不仅可输出脉动风度,还同时输出了相应高度的总风速;

  3. 增加了模拟出个位置脉动风之间相干函数的验证,可考察模拟结果与目标(理论)相干函数吻合度问题。

  carecivil@sina.com

care 修改于2011-06-16 09:43
435253119






积分 11
帖子 7
2012-4-19 09:11    顶部
本人新手,想请问各位老师一点抗风分析的问题。
如果是高层结构的话,用哪种软件来做时程分析比较好?用matlab模拟出风速时程后怎么输入从而作用在结构上?这时候结构模型还是默认的简化为糖葫芦串模型吗(就是风时程作用点在每层的楼板处)?
希望各位大侠不吝赐教!!
0837lwgg






积分 8
帖子 7
2012-11-18 09:41    顶部


请问哪位高手有风荷载模拟的时程曲线?万分感谢!
 


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