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一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)隨機(jī)風(fēng)振極值響應(yīng)的解析解法的任務(wù)書任務(wù)書任務(wù)名稱:一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)隨機(jī)風(fēng)振極值響應(yīng)的解析解法任務(wù)背景:隨機(jī)風(fēng)振是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題,具有不確定性和非線性特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過程中,考慮到建筑的安全性,需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在隨機(jī)風(fēng)振下的響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。目前,國內(nèi)外的研究表明,采用耗能結(jié)構(gòu)防風(fēng)的方法是一種有效的措施,能夠有效地降低結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。任務(wù)內(nèi)容:本次任務(wù)要求研究一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)在隨機(jī)風(fēng)振下的響應(yīng),建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和解析解法,并開展相關(guān)計(jì)算分析。(1)對(duì)一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,考慮結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)、質(zhì)量、初始條件和外部荷載等因素,并利用相關(guān)數(shù)學(xué)工具分析結(jié)構(gòu)的本征頻率和阻尼。(2)對(duì)隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行建模,采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法(EMD)或小波變換方法(WT)對(duì)風(fēng)速時(shí)間歷程作顆?;幚?,并繪制相應(yīng)的功率譜密度曲線。(3)基于隨機(jī)振動(dòng)理論,建立一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析模型,考慮風(fēng)荷載和結(jié)構(gòu)耗能特性等影響因素,并導(dǎo)出隨機(jī)響應(yīng)方程和極值響應(yīng)方程。(4)利用Matlab、ANSYS、ABAQUS等計(jì)算軟件,采用數(shù)值模擬方法,通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)?zāi)M出一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)在隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)下的響應(yīng)特性和極值響應(yīng)。(5)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析、檢驗(yàn)與驗(yàn)證,評(píng)估其精度和可靠性,并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。(6)撰寫論文,對(duì)研究過程、結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行描述和論證,說明相關(guān)工作的創(chuàng)新性和價(jià)值。任務(wù)要求:1.深入了解一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)和隨機(jī)振動(dòng)理論的知識(shí),具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底和物理學(xué)基礎(chǔ),對(duì)工程結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析方法有熟練掌握。2.熟悉相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件和模擬方法,如Matlab、ANSYS、ABAQUS等,在數(shù)值仿真方面有一定經(jīng)驗(yàn)和能力。3.能夠獨(dú)立思考、解決問題,具備科學(xué)探究和工程實(shí)踐的能力和意識(shí),勇于創(chuàng)新和實(shí)踐,具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和責(zé)任心。4.按時(shí)完成任務(wù),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果撰寫規(guī)范的學(xué)術(shù)論文,并在課堂上進(jìn)行報(bào)告和答辯。5.了解相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),如GB50011《建筑抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50009《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》等,在研究過程中嚴(yán)格遵守學(xué)術(shù)規(guī)范,尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán),并注意安全生產(chǎn)。任務(wù)成果:1.解析分析模型和解析解法:建立一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析模型,導(dǎo)出隨機(jī)響應(yīng)方程和極值響應(yīng)方程,并給出相關(guān)的解析解法。2.數(shù)值模擬結(jié)果:利用Matlab、ANSYS、ABAQUS等計(jì)算軟件,采用數(shù)值模擬方法,模擬出一般線性粘彈性耗能結(jié)構(gòu)在隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)下的響應(yīng)特性和極值響應(yīng),并比較分析不同模型的數(shù)值結(jié)果。3.論文撰寫:撰寫規(guī)范的學(xué)術(shù)論文,詳細(xì)描述研究過程和結(jié)果,說明相關(guān)工作的創(chuàng)新性和價(jià)值,并在課堂上進(jìn)行報(bào)告和答辯。參考資料:[1]董瑞波,雷剛,陳斌,等.粘彈性減振器在隨機(jī)風(fēng)振作用下的性能研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2016,37(05):19-25.[2]王春雷,邢建軍,夏繼華,等.隨機(jī)的低周次風(fēng)荷載下考慮非線性與耗能設(shè)備的鋼塔動(dòng)力響應(yīng)[J].世界地震工程,2019,35(03):34-43.[3]PayamAbdollahi,FarzadNabhani.ResponsecontrolofMDOFsystemsbyoptimalplacementofnonlinearenergydissipationelementsinthepresenceofearthquakeandwindloads[J].EngineeringStructures,2018,159:274
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