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【发明授权】考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统_中南大学_202011028902.8 

申请/专利权人:中南大学

申请日:2020-09-25

公开(公告)日:2023-03-21

公开(公告)号:CN112163293B

主分类号:G06F30/17

分类号:G06F30/17;G06F30/20;G06F111/08

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.03.21#授权;2021.01.19#实质审查的生效;2021.01.01#公开

摘要:本发明属于结构减隔震技术领域,涉及一种考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统。包括基于tcltk编程语言的前处理模块、求解模块和后处理模块;前处理模块用于输入地震波参数以及减隔震装置参数;求解模块用于根据前处理模块所输入的参数并基于Newmark线加速度法的考虑摩擦独立计算的动力增量分析模块来计算地震反应;后处理模块根据求解模块计算得到的地震反应获取最大地震反应统计、概率地震需求分析、易损性超越概率计算以及易损性发生概率计算。本发明通过了一种可以实现减隔震功能转化的摩擦干扰改良、最终有利于新型减隔震装置的研发及优化的考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统。

主权项:1.一种考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统,其特征在于:所述考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统包括均基于tcltk编程语言的前处理模块、求解模块和后处理模块;所述前处理模块用于输入地震波参数以及减隔震装置参数;所述求解模块用于根据前处理模块所输入的参数并基于Newmark线加速度法的考虑摩擦独立计算的动力增量分析模块来计算地震反应;所述后处理模块根据求解模块计算得到的地震反应获取最大地震反应统计、概率地震需求分析、易损性超越概率计算以及易损性发生概率计算;所述求解模块用于根据前处理模块所输入的参数并基于Newmark线加速度法的考虑摩擦独立计算的动力增量分析模块来计算地震反应的具体实现方式是:1根据地震波数据时间间隔的内部划分数目nt,把地震波的时间间隔dt划分成nt个相等步长h,定义步长h起始时的地面加速度、地面速度、地面位移分别为ve0,步长h结束时的地面加速度、地面速度、地面位移分别为ve1;所述2定义步长h起始时的被隔离结构加速度、被隔离结构速度、被隔离结构位移分别为vs0,步长h结束时的被隔离结构加速度、被隔离结构速度、被隔离结构位移分别为vs1;3地面加速度地面速度地面位移ve、被隔离结构加速度被隔离结构速度被隔离结构位移vs的初始值均设置为0,摩擦系数μ的初始值设置为减隔震装置中心点摩擦系数μc;计算被隔离结构等效刚度kd、地震引起的等效荷载pd;所述式中,k为弹簧参数,c为粘滞阻尼参数,m为被隔离结构的质量;所述式中,p为外荷载,由等效静力平衡方程kdvs1=pd,计算第一步长h1结束时的被隔离结构位移vs1;再由被隔离结构速度计算表达式计算第一步长h1结束时的被隔离结构速度再由被隔离结构加速度计算表达式其中μmg的符号由地面加速度的方向决定,计算第一步长h1结束时的被隔离结构加速度4将地震波的加速度值aw经过缩放作为地面加速度此时共有nd个值;再在第一个值与0之间、所有相邻的值之间,等距线性插入nt-1个值,此时共有ndnt个值;取第一个值作为第一步长h1开始时的地面加速度第二个值作为第一步长h1结束时的地面加速度再由地面速度计算表达式计算第一步长h1结束时的地面速度所述aw共nd个;所述即其中,α为缩放系数;所述其中第一个值为0;5再由地面位移计算表达式计算第一步长h1结束时的地面位移ve1;6再计算第一步长h1结束时地面和被隔离结构的相对位移vr1,以及此时的摩擦力Ff1;所述vr1=ve1-vs1;所述Ff1=μ1mg,其中μ1=μc+rvr1或μ1=μc+μr1;7验证第一步长h1结束时启滑力与摩擦力的相对大小,当时,被隔离结构与地面开始产生相对运动,减隔震装置启滑,Ff1为动摩擦力;当时,说明被隔离结构与地面没有相对运动,Ff1为静摩擦力,此时结构速度应等于地面速度,令再进行后续计算;8将第一步长h1结束时计算得到的ve1、vs1、vr1、Ff1作为第二步长h2起始时的ve0、vs0、vr0、Ff0,继续计算第二步长h2结束时的地震反应;9以此类推,汇总计算在20条地震波和5个地面运动加速度峰值PGA影响下每一步长hi对应的地震反应EDP数据,以每一步长hi结束时对应的8项EDP为一组地震反应EDP数据,共计算得出100ndnt组地震反应EDP数据,以dt为时间间隔,记录其中的数据,共得到100nd组地震反应EDP数据,以供后处理模块进行统计与分析;所述PGA分别为0.05g、0.1g、0.2g、0.4g、0.8g,其中g为重力加速度;所述hi中所述地震反应EDP数据包括地面加速度地面速度地面位移ve、被隔离结构加速度被隔离结构速度被隔离结构位移vs、地面和被隔离结构的相对位移vr=ve-vs以及摩擦力Ff。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 中南大学 考虑摩擦影响的减隔震装置研发分析系统

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