胡建刚黄云崇（陕西地矿第二工程勘察院，陕西渭南714000）
摘要：采用有限元数值法，从模型尺寸、边界条件、接触方式等方面接近动力机器基础Lysmer理论模型条件，经计算两种模型的历时位移曲线后，进行对比发现总体形态、初相位、振幅和频率均非常接近，说明建立合理的有限元模型对进一步研究动力机器基础有重要的借鉴作用。
关键词：动力机器基础振动有限元
1前言
J•Lysmer采用“比拟法”将弹性半空间理论实用化为Lysmer方程，从而将复杂的半空间问题简单化为质-阻-弹模型，此模型方法简单、概念清晰、使用方便[1-2]。但是使用有限元法对理论模型的对比验证研究较少，本文从有限元模型的建立条件分析，使有限元模型更加合理、接近理论模型，为以后的动力机器基础研究提供参考价值[3-5]。
2Lysmer方程理论曲线
2.1理论模型
理论位移曲线是一条平滑、周期均等、振幅大小一致的似正弦曲线，与外力函数的周期、相位大致相同。
3有限元模型计算
3.1模型建立
①模型尺寸
为了节约计算量，采用1/4模型进行计算，土体模型截面为正方形，大小10m×10m，根据计算需要高度范围取10m～80m；基板模型截面也为正方形，大小1.0m×1.0m，厚度为0.2m的钢板。
②边界条件
由于是1/4模型，土体和基板的XOY面和XOZ面施加镜像约束，土体的其余两个侧面及底面施加无反射边界条件。
③接触定义
本文采用对称罚函数法定义接触，接触类型为固连接触，其中contact表面节点为基板下表面节点集合，target表面节点为土体模型上表面节点集合。
④荷载施加
3.2有限元位移曲线
有限元模型经计算后输出位移曲线见图3，有限元计算的位移曲线与理论位移的特征相同。
图3有限元位移曲线
4模型验证
将数值计算结果与的理论计算结果进行了对比（图4），两者结果吻合，振幅略有误差，最大振幅误差不约3%，据此证明了有限元模型合理、正确。
图4两种位移曲线对比
5结论与建议
⑴有限元模型中采用的无反射边界条件和接触方式减小有限元模型与理论模型之间的误差。
⑵两种位移曲线的总体形态、初相位和频率非常接近，振幅之间存在线性关系。
⑶数值法和理论对比研究是一条行之有效的途径，为以后的进一步深入研究有着重要借鉴作用。
参考文献：
［1］王锡康．动力机器基础振动学科在我国的发展及需研究的若干问题［J］．工业建筑，2007，37(6):83-90．
［2］侯兴民，马小燕，吴汉生，等．动力机器基础振动与设计若干问题的讨论［J］．地震工程与工程振动，2008，28(8):131-137．
［3］谷音，刘晶波．大型动力机器-基础-桩土相互作用分析的集中参数模型［J］．福建建筑，2007，113(8):52-55．
［4］刘晶波，王振宇，张克峰，等．考虑土-结构相互作用大型动力机器基础三维有限元分析［J］．工程力学，2002，19(3):34-38．
［5］王宏伟，陈啸，刘斌，等．动力基础频变参数模型及设计［J］．建筑科学与工程，2008，25(1):55-59．
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