动力机器基础振动的Lysmer理论法与有限元法的对比研究.pdf

西安理工大学学报 Journal of Xi' an University of Technology(2011)Vol.27No.1
文章编号:10064710(2011)01-005606
动力机器基础振动的 Lysmer理论法
与有限元法的对比研究
范留明',朱飞
(1.西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;2.青海省环境地质勘察局,青海西宁810007)
摘要:采用有限元数值方法与理论计算法的对比研究,提出了一种验证动力机器基础 Lysmer理论
适用性的分析方法。首先根据二阶常系数非齐次微分方程理论,推求得到 Lysmer方程的理论解,
建立了动力基础的理论模型和相同条件下有限元数値试验模型,并分别采用有限元数值计算和理
论计算得到在相同外周期动荷载作用下两种模型的位移历时曲线。计算结果发现,两种位移历时
曲线的总体形状、初始相位和振动频率均非常接近,振幅之间存在明显的线性关系,反映出两者之
间具有良好的可比性。
关键词:动力机器基础; Lysmer方程;动力有服元;位移时程
中图分类号:TU435
文献标志码;A
Comparison of Lysmer Equation Method with FEM for
Vibration of Dynamic Machine Foundation
FAN Liuming, ZHU Fei?
(1. Faculty of Waer Resources and Hydroelectric Engineering, Xi an Uniersity of Tenology, Xi an 10048, China
2. Adminis ration of Envionment Geology Survey of Qinghai Province, Xining 81007, China)
Abstract An adaptable analysis method for testing Lysmer theory of dynamic machine foundation is su
gested using the comparative research algorithm of FEM numerical method and theoretical computation
method in this paper. The theoretical solution to Lysmer equation is deduced based on the non-homogene-
ous ifeental equation theory of the second-order constant coefficient, and then the theoretical model for
vibration of dynamic machine foundation and the finite element numerical model under the same condition
are built. The two displacement curves of the models under the moving loading action in the same outside
cycle have been calculated and obtained respectively. It has been found via the calculation results that to-
tal shape, initial phase and vibration frequency of displacement time intervals of two kinds are very close
and that there exists an obvious linear relationship among the vibration frequencies, whereby reflecting
that there is a better comparison between the both
Key words: dynamic machine foundation; Lysmer equation; FEM; displacement time interval
在动力机器基础设计的理论和方法中,经典的度,适宜于解决复杂条件下重要建筑地基基础问
振动理论体系有两类:质-阻-弹模式和弹性半空间题。但是,这些模型和弹性半空间理论一样,在实
模式1的。随着以有限单元法为代表的数值模拟方际应用上存在参数多、计算复杂、工作量大等问题,
法“?的日益普及和广泛应用,一些更复杂的计算不易被一般工程技术人员掌握,难以像质阻-弹模
模型不断被提出来,其中具有代表性的模型有两型理论一样,在地基基础工程领域被广泛采用。为
类:可考虑机器-基础-地基相互作用的集总参数模此,一些学者曾致力于研究复杂动力基础模型与质-
型、考虑地基刚度及阻尼随频率变化的频变参数模阻-弹模式之间的理论联系,期望得到更简便的应用
型。这些模型因更接近实际而大大提高了计算精方法。赖斯默(J. Lysmer)应用“比拟法”,得到了对
收稿期:2010-05-17
基金项目:陕西高校省级重点实验室重点科研计划基金资助项目(20109085)。
作者简介:范留明(1968-),男,河南焦作人,博土,教授,研究方向为岩土力学与工程。E-mai: fanliumingd@xau.edu,cn。