平台罗经框架的模态计算与试验分析

平台罗经框架结构是惯性平台的主要部件之一,其动态特性将直接影响到平台系统各部件对振动环境的适应性.结构的动态特性信息可通过2种途径得到,模态计算和模态试验.分别通过计算和试验2种方法得到了外框架的模态结果,并且对模态相关性分析的理论进行了探讨分析,得到了外框架结构的模态相关性结果,此过程是进行下一步模型修正以及动响应分析的基础.通过分析计算可知,模态计算比试验得到的固有频率要高,在前8阶模态中,除了第5阶和第8阶相关性稍微差一点,而其他的振型相关性比较明显.提出了提高结构系统的动态性能改进方法,为今后的改进和设计提供了理论依据.     

新型6 MW单柱浮式风力机耦合运动

针对100 m水深条件,设计新型6 MW海上单柱浮式风力机;利用气 -液-固-弹性数值模拟软件FAST,对该浮式风力机进行全耦合时域动力响应分析. 整个风力机系统的气动力分析采用叶素动量理论,浮式基础的水动力分析基于势流理论同时考虑采用Morison公式计算得到的黏性阻尼,系泊系统采用等效的弹性杆单元. 数值仿真结果表明：浮式基础纵荡和纵摇耦合作用较明显;平台运动响应主要取决于风载荷,波浪载荷会改变平台在平衡位置附近的振荡运动;风浪同向会激发较大的运动响应;风浪的夹角越大,平台首摇运动越明显;在额定海况下,环境载荷方向的变化对垂荡运动的影响较小;delta-line能够很好地控制首摇运动,可以避免锚链缠绕现象发生;设计出的6 MW浮式风力机具有良好的总体运动响应,系泊系统设计方案能够保证风力机系统的安全运行.     

新型6 MW单柱浮式风力机耦合运动分析

针对100 m水深条件,设计新型6 MW海上单柱浮式风力机;利用气-液-固-弹性数值模拟软件FAST,对该浮式风力机进行全耦合时域动力响应分析.整个风力机系统的气动力分析采用叶素动量理论,浮式基础的水动力分析基于势流理论同时考虑采用Morison公式计算得到的黏性阻尼,系泊系统采用等效的弹性杆单元.数值仿真结果表明：浮式基础纵荡和纵摇耦合作用较明显;平台运动响应主要取决于风载荷,波浪载荷会改变平台在平衡位置附近的振荡运动;风浪同向会激发较大的运动响应;风浪的夹角越大,平台首摇运动越明显;在额定海况下,环境载荷方向的变化对垂荡运动的影响较小;delta-line能够很好地控制首摇运动,可以避免锚链缠绕现象发生;设计出的6 MW浮式风力机具有良好的总体运动响应,系泊系统设计方案能够保证风力机系统的安全运行.     

平台罗经信息转换系统的设计与实现

针对平台罗经对信息转换系统的性能要求，设计了一种具有工程实用性的信息转换系统，通过分析信息转换原理、接口控制时序、激磁移相及检零电路，得出了功能实现方法；以某型平台罗经为例详细介绍了姿态角的计算及轴角的粗精组合方法；在具体分析系统精度的基础上可知：系统转换精度完全满足平台罗经总体的需求，经过可靠性设计，该系统已在多种型号的平台罗经中得到实际装备。     

外杆臂效应对于船用捷联惯导罗经对准影响分析

捷联惯导系统在动基座罗经对准中需要计程仪提供速度,然而计程仪(位于船底部)和捷联惯导系统(位于罗经室)之间存在的外杆臂效应使得计程仪提供的速度存在误差.为分析外杆臂效应对动基座罗经对准性能的影响,推导了船舶纵摇、横摇、转弯情况下,外杆臂效应导致的速度误差表达式,同时,建立了速度误差与罗经对准误差角之间的关系,进一步推得外杆臂效应速度误差对于罗经对准的影响.理论分析与仿真表明:外杆臂效应会引起罗经对准水平和方位对准误差,该误差与摇摆和转弯的幅度,外杆臂的长度构成递增关系.     

二阶波浪力下6 MW单柱浮式风力机动态响应分析

为了实现在中等深度海域浮式风力发电机的规模应用,解决能源短缺问题,针对设计出的新型6MW海上单柱浮式风力机的生存能力进行探讨,利用Sesam软件获取二阶波浪力计算时所需的wamit文件,利用气-液-固-弹性数值软件FAST对该浮式风力发电机进行时域耦合运动响应仿真模拟.分别就不同浪向下平台各自由度的运动响应、二阶平均波浪力和二阶慢漂波浪力对平台各自由度运动响应的影!响、二阶平均波浪力和二阶慢漂波浪力对锚链张力和机舱的影响进行了研究.结果表明:首摇运动随浪向角增大而增大,而波浪入射角对其他各自由度运动影响较小;二阶慢漂力对垂荡运动影响显著,且易激发较大的纵摇运动响应,并诱发较大的锚链张力;采用delta-line的系泊系统能够避免产生过大的首摇响应,且系泊系统的最大张力远在破断张力以下,整个风力机系统在恶劣海况下具有良好的生存能力.     

柱-环梁法对料仓框架结构地震响应研究

为研究料仓-框架及其等效模型在地震作用下的动力响应,拟结合某石化公司脱气及储存料仓-框架结构项目,将料仓按刚度等效原则,简化为柱-环梁结构。通过改变柱环梁截面尺寸及环梁道数,建立料仓-框架结构与柱环梁-框架结构的有限元模型,进行对比分析,并选取合理的柱环梁-框架模型对原结构进行模拟。在此基础上,进而确定了刚度等效增大系数为1.25。采用时程分析法,选取EL-Centro波、Taft波和人工波SHM2波3种地震波,给出了结构在3种工况下的最大位移与最大等效应力地震响应。     

光学测量平台航空运输性能仿真与试验验证

光学测量平台在航空运输的过程中会受到各种类型的振动载荷,若不进行一定的保护会导致设备失效,因此在设备运输前要对其进行各种振动环境的模拟考核试验.基于模型修正理论,首先建立了与模态试验结果保持一致的有限元模型;然后计算了平台在正弦和随机振动载荷下的加速度响应,平台在两种载荷作用下加速度响应较小.最后,参考喷气式运输机的宽带随机振动功率谱在振动台上进行振动试验,得到了设备关键部位在该载荷下的加速度响应.通过对比,仿真分析结果和振动台试验结果基本保持一致,验证了设备在该载荷下运输的可能性.     

基于摇摆台装置模拟综合减摇系统的方法研究

以船舶-减摇鳍-减摇水舱综合减摇系统为研究对象,分析了引入减摇鳍和减摇水舱后方程的特点,并依据摇摆台模拟船舶横摇运动的原理对综合减摇数学模型进行分析,确定用摇摆台模拟综合减摇系统的方法.针对摇摆台物理模型和综合减摇系统数学模型的特点,确定了减摇鳍扶正力矩的引入方法、摇摆台-水舱模型横摇阻尼力矩系数计算方法以及摇摆台-水舱物理模型的传递函数,使综合减摇数学模型在实验台上实现.通过对比分析综合减摇实验台装置的仿真波形和综合减摇系统理论数学模型的仿真波形以及二者仿真统计数据,可以看出基于摇摆台装置模拟综合减摇系统的方法是可行的,可为综合减摇实验研究提供理论基础.     

舰艇减纵摇附体的抗砰击强度分析

对加装在舰艇艏部区域的减摇附件,利用其阻尼作用和水动力特性,可以有效的改进舰艇的减纵摇性能。但因艇艏部是砰击现象多发区,其结构必须满足砰击载茶作用下的强度要求。对比挪威DNV规范和我国相应的规范中对砰击载荷幅值与沿舰体纵向分布的规定,指出DNV规范的结果更适用于此附体的砰击载荷确定。同时,采用有限元法计算分析联合体及与主舰连接处对于砰击压力的结构响应,并对设计中存在的结构问题提出改进意见。     

基于惯性释放方法的某型电动轮自卸车 车架结构性能分析

电动轮自卸车载质量大且工作环境恶劣,车架作为主要的运输承载结构,其结构安全性要求较高。为研究某型电动轮自卸车车架的结构力学性能,建立了车架有限元模型,并基于惯性释放方法对不同工况下的车架结构进行了强度分析。研究结果表明：绝大部分测点的仿真结果和试验结果的相对误差在10%以内,且强度符合设计要求。在此基础上对车架结构进行了模态分析和频率响应分析,其中车架一阶模态频率为21.3 Hz,车架危险点频率响应激振频率为29.0 Hz,与载荷激励频率无重叠,有效地避免了共振的发生。     

双参数地基矩形板在运动荷载下的动力响应分析

为评价道路及机场等结构在运动荷载下的动态响应,研究了粘弹性双参数地基上矩形板在受到运动常值荷载和运动谐和荷载作用下的动态响应问题,得到了问题的解析解,并求得了板的固有频率和临界速度.深入分析了荷载速度、频率及地基参数等对动态变形影响规律.研究表明,地基剪切模量、荷载运动速度和频率等对板的动态响应影响显著.     

Simulating Study of Dynamic Load Spectra Identification Method of Machinery in Cepstrum Domain

1 Introduction In general, data, curves and charts of random dynamic loads jointly are referred to as load spectra[1]. The load spectra reflect the laws of machine working loads, which play an effective role in the design and improvements of machines. Based on the theory of digital signal processing, this paper proposes a method for the identification of dynamic load spectra from the system of machine response signals. This is an adaptive windowing method based on the cep- strum domain of a dy…     

巨型模锻压机机架有限元动态分析

基于MSC．PATRAN仿真平台,利用六面体高阶单元建立巨型模锻压机机架三维有限元模型,得出了机架的前6阶固有频率和相应的模态振型。分析突然卸载时机架的瞬态响应,得出了机架卸载时的变形和应力分布,为更深入细致研究机架的力学行为以及进行动态设计提供了依据。     

竖向恒载对框架结构动力稳定性影响研究

以框架结构为例,建立了结构动力稳定性分析的基本模型,提出了利用动力响应的敛散性来判断结构动力稳定性的具体方法.通过算例分析,给定不同的竖向恒载值,得到框架结构在水平动力荷载作用下的临界荷载值,结果表明,竖向恒载对动力稳定性有明显影响,但动力临界荷载与相应静力临界荷载的比值变化不大.     

多尺度结构动力方程及其在损伤识别中的应用

以一个三层框架结构为研究对象，分析了结构发生损伤时其动力参数的变化特征.应用小波变换，推导了多尺度结构动力方程来分析结构动力系统中的损伤识别.面向结构损伤识别，描述了多尺度动力方程能获得更丰富的结构参数变化信息.根据时变动力系统的结构损伤识别数值计算的特点，应用状态空间法来对结构损伤动力过程进行数值模拟.通过不同激励荷载下的损伤数值模拟和损伤时域识别，研究了多尺度损伤识别的两个关键性问题：不同位置的传感器对损伤预警的敏感性；系统输入荷载频率成分对损伤信息分布的影响.所进行的研究对于在基于小波分析的结构健康监测中合理选择传感器位置、采样频率及确定信号分解的尺度数具有理论指导意义.     

基于开关表决策的APF与TSC混合系统投切控制方法

针对谐波电流和无功功率威胁电网安全稳定运行的问题,设计基于有源电力滤波器（APF）和多组晶闸管投切电容器（TSC）的混合系统,连续精确补偿电网中的谐波电流和无功功率.针对三相对称型负载的特点,设计电流分频控制方法,按照电流的频率和性质选用独立的PI或PR控制器,达到较高的控制精度.提出基于开关表决策的投切控制方法,在不增加负载电流传感器的条件下,运用多种开关表切换、电流变化率阈值设置和过零检测等手段,混合系统快速精确地预测和投切,有效解决传统固定延时投切方法中暂态响应差、TSC混乱投切等问题.研制37 kV·A样机进行实验,对比基于开关表决策的投切控制方法与传统固定延时投切的实验结果,验证控制方法的有效性.结果表明,基于开关表决策的投切控制方法在不同负载条件下均能获得较好的稳态和暂态特性.     

钢管混凝土柱框架结构动力特性试验与有限元分析

为了解钢管混凝土柱框架结构动力特性,设计制作了一榀单跨、两开间、8层钢管混凝土柱-钢梁框架结构模型,采用单输入单输出(SISO)方法进行动力特性试验,得到固有频率、振型和阻尼比等结构动力特性参数.同时,采用大型有限元软件ANSYS8.1进行数值计算,得到结构的振型和频率.将试验结果与有限元分析结果进行对比,二者符合较好,此项研究为钢管混凝土框架结构的抗震设计提供了重要参考依据.     

基于MATLAB的多自由度系统的振动特性分析

针对多自由度系统的振动问题,以多层强梁弱柱型框架建筑结构为例,在MATLAB平台上,分析了多自由度系统的自振特性,并以该结构在地震波作用下弹性阶段的动力响应为例,采用直接积分法和改进的模态分析法,分析了系统的受迫振动,为设计人员计算系统结构动力特性提供了参考依据.