粮食群仓的环境振动测试和角仓边仓振动响应分析

作     者：张大英 张帅枫 孙庆珍 梁醒培 Zhang Daying;Zhang Shuaifeng;Sun Qingzhen;Liang Xingpei

作者机构：郑州航空工业管理学院土木建筑学院郑州450046 河南工业大学土木建筑学院郑州450001 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51808511) 2019年度河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目(2019GGJS173) 河南省2018年科技发展计划项目(182102110288) 河南省高等学校重点科研项目(19A560026) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2021年第37卷第7期

页      码：268-277页

摘      要：为了获取群仓准确的动力特性参数从而更合理地进行群仓的抗震设计,从粮食储藏工程考虑,对实际工程中一组三排五列的粮食群仓的振动特性进行了分析。基于结构振动理论和有限元数值分析,考虑结构对称性、荷载对称性和工程实际情况,制定了环境振动测试粮食群仓的优化方案;利用最小二乘法、五点三次平滑法和数字滤波的方法对测试信号进行了处理,得到了有效的测点加速度响应数据。基于控制理论和振动系统的运动方程,引入变换矩阵,推导了环境振动下利用测点加速度响应数据进行粮食群仓振型计算的公式,从而得到前四阶振型及对应的频率,各阶振型形态和模拟结果相同;前四阶频率计算值分别为2.28、3.45、6.37、8.26 Hz,对应模拟值分别为2.35、3.56、6.31、8.16 Hz,模拟值与计算值误差分别为3.07%、3.19%、0.94%、1.21%。进一步对角仓和边仓的振动反应进行分析,结果发现:两个仓体的第一阶振型均沿着粮食群仓整体的短轴方向,以剪切型为主,振型幅值基本一致,相邻仓体间的约束作用对一阶振动反应几乎没有影响;两个仓体的第二阶振型均沿着粮食群仓整体的长轴方向,仍以剪切型为主,但振型幅值不同,边仓小于角仓;两个仓体的第三阶振型形态为绕粮食群仓整体中心的扭转,短轴方向测点转动幅值大于长轴方向测点;随着相邻仓体间约束作用增强,两个仓体的第四阶振型形态和振型幅值均不同,角仓和边仓呈现不同的振动特性,角仓上靠近边仓测点振型以弯曲型为主,振型幅值相对较小,其他测点以剪切型或弯剪型为主,振型幅值相对较大;边仓受相邻3个仓体的约束作用,测点振型幅值都较小,而且靠近相邻仓体测点振型以弯剪型为主,中间列测点以剪切型为主。研究结果表明:相邻仓体间的相互约束作用对二阶及以上振型影响较大,根据振型形态和振型幅值分组进行粮食群仓中仓体的抗震设计更加切合实际,节约材料,降低成本。

主 题 词：粮食 粮仓 振动 有限元模拟 环境振动测试 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 08[工学] 081402[081402] 081304[081304] 0802[工学-机械学] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.07.033

馆 藏 号：203103664...