基于时频域交替法的迟滞非线性振动系统的稳态响应分析

连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源.Iwan模型能够较好地复现连接界面的黏滑、摩擦行为.本文采用时频域交替法(Alternating Frequency/Time Domain Method,AFT)研究含Iwan非线性模型的单自由度振子系统的稳态响应.时频域交替法具有频域法求解线性系统响应的高效性和时域法判断非线性力的便捷性特点,采用离散傅里叶变换和傅里叶逆变换,在频域和时域内分别求解系统响应和对应的非线性恢复力,再反复迭代计算系统的稳态响应.将时频域交替法计算结果和中心差分法计算的结果进行对比,并研究激励幅值对系统非线性特征的影响.结果表明,时频域交替法计算的结果与中心差分计算的结果具有较好的一致性,且求解效率较高,计算耗时减少50%;随着激励幅值的增加,系统的能量耗散增加,刚度降低,固有频率降低.     

爆炸载荷下加筋板的动力学性能分析

为提升军舰、潜艇和航空母舰外板的抗爆炸载荷冲击能力,采用Abaqus分析爆炸载荷下材料阻尼、应变率、加筋板的几何构型及加强筋的几何参数对结构动力学性能的影响.结果表明：加筋板相对于平板具有优异的抗爆炸载荷冲击能力;材料的阻尼及应变率对结构动力学性能影响较大;双十字加筋板相对于其他几何构型的加筋板具有更优良的抗爆炸载荷冲击的能力;矩形加强筋截面高宽比对加筋板动力学性能影响较明显,在结构设计中应该根据需求进行合理选择.     

动态加载方式下防爆墙动力响应分析

为分析防爆墙在不同爆炸载荷下的动力响应和破坏机理,研究波纹板式防爆墙与平板式防爆墙的差异,分别采用三角波加载和基于流固耦合方法的爆炸仿真2种动态加载方式模拟爆炸载荷。分析结果表明：三角波载荷可以较好地模拟爆炸载荷且具有明显的计算速度优势。分析得到2种类型防爆墙的P I曲线,通过对比发现波纹板式防爆墙的抗爆性能优于平板式防爆墙。     

轮轨激励下含局部缺陷的高速列车轴箱轴承动力学仿真分析

轴箱轴承是高速列车走行部中的关键旋转部件,在复杂轮轨激励的作用下容易出现由疲劳、过载等原因导致的失效,影响列车的行车安全.采用UM/Simulink联合仿真的方式,建立了含局部缺陷的轴箱轴承-柔性轴箱-车辆系统耦合动力学模型,研究了不同工况下轴承外圈、内圈和滚子存在单一局部缺陷时系统的动力学响应,分析了轨道不平顺、车轮失圆等轮轨激励对轴箱轴承故障响应的影响.此外,通过对轴箱箱体及轴箱转臂的振动响应进行对比分析,确定了轴箱上提取故障冲击响应的最佳测点位置.相关结果对于指导高速列车轴箱轴承的状态监测和故障诊断具有一定的工程应用价值.     

航空领域转子动力学数值分析中的SAMCEF

一、简介SAMTECH公司是世界著名的有限元软件SAMCEF的开发商及供应商,公司成立于1986年,专注于机械系统仿真、数值分析和多学科优化等领域。25年来,SAMTECH凭借其强大的技术实力、专业的技术团队及完善的服务体系赢得了全球众多工业用户及     

非线性三角恋模型及其在高斯白噪声激励下的基本动力学特征

研究了非线性三角恋模型在某些特定参数下的一些基本动力学特征,包括对称性、耗散性、不动点（平衡）,混沌行为和混沌吸引子.由于心理系统具有高度的复杂性和不确定性,本文用标准高斯白噪声刻画随机因素,构建了随机激励下的爱情模型,并研究了新模型的随机动力学行为,得到了不同激励幅值下系统的响应结果.     

人体头颈计算机模型的建立与有限元分析

本文首先阐述了人体头颈有限元计算模型的建立依然是有限元分析方法解决生物力学问题过程中面临的难题.然后利用CT扫描技术,Mimics软件的自动建模功能和计算机软件Geomagic逆向建模方法准确地、快速地建立了人体头颈部的几何模型.最后在有限的计算机硬件资源下利用有限元分析软件的前处理器建立了与人体头颈实际状态相近的有限元计算模型,并通过有限元分析软件ANSYS对所建的头颈有限元动力响应分析,得到与试验大致相符的头部位移响应曲线,验证了所建的人体头颈有限元计算机模型,同时得到了人体头部和颈部在受到冲击载荷下的任何时间变形和应力,为头颈部损伤的临床提供了重要的参考.     

曲线梁桥在车辆载荷下的动力响应研究

近年来随着我国公路交通的快速发展,曲线梁桥被大量工程采用.车辆过桥时的曲线桥振动涉及车辆三向载荷和桥梁弯扭耦合振动,有必要对其进行精确建模并深入研究.本文以某五跨连续曲线箱梁桥为背景,采用ABAQUS有限元软件建立该桥梁的模型,并利用Adams建立了三轴重型汽车整车模型,计算得到了不同工况下的轮胎力.通过编写基于Fortran语言的DLOAD和UTRACLOAD荷载子程序,将六个轮胎载荷作用于曲线桥上,分别进行了不同曲率半径、车速、载重和路面不平顺等条件下的曲线梁桥振动响应计算.研究表明:随着曲率半径的增加,桥梁跨中位移呈现略微下降的趋势;车辆行驶速度对跨中的横向位移及支座的支反力有较大影响;路面不平度等级越高,桥梁竖向挠度及弯矩的冲击效应越大.     

钢板与铝合金板胶接接头力学性能的有限元分析

针对汽车车身中应用日益广泛的钢板与铝合金板胶接结构,通过三维弹塑性有限元模型,分析其在承受拉剪载荷时接头内的应力分布,以及铝合金板厚度和胶层厚度对应力分布的影响.结果表明:当板料厚度相同时,铝合金板侧的胶层应力大于钢板侧的胶层应力;在一定范围内增加铝合金板厚度,能够有效减小接头两侧胶层中的应力差,防止一侧应力过高造成提早断裂;胶层厚度在一定范围内有利于减少接头处的应力集中.     

受火钢拱结构的冲击响应与弯扭屈曲

为研究火灾中受质量块撞击两端固支钢拱结构的动力响应和弯扭屈曲行为,利用有限元软件Abaqus对其进行数值仿真,考虑钢材力学性能的升温退化和应变率强化效应,得到临界温度范围内钢拱发生弯扭屈曲时质量块的临界速度,以及撞击荷载作用下钢拱结构的竖向挠度、撞击力变化曲线和响应过程,并对质量块的质量 速度关系和拱脚处约束条件进行参数分析。研究结果表明,在不同温度范围内,使钢拱发生弯扭屈曲的质量块临界速度的影响因素不同：20 ℃≤T≤100 ℃时,静载荷比η起主要作用;100 ℃相似文献   

考虑齿轮啮合激励的齿轮传动轴系扭振特性分析

在传统齿轮传动轴系扭转振动计算中,将齿轮副简化为单一惯量而忽略齿轮啮合动态激励,会导致轴系扭转振动特性分析的结果不能正确描述轴系实际工作状态.本文以齿轮传动轴系为对象,考虑齿轮啮合的动态特性,建立轴系扭转振动当量模型.对齿轮啮合时变刚度和啮合激励力进行Matlab数值模拟.将Newmark逐步积分法应用于轴系扭转振动强迫振动响应的计算中,计算在齿轮啮合动态激励扭矩和外加负载扭矩的分别作用和共同作用下的轴系扭转振动响应情况,比较分析结果,说明了齿轮啮合动态特性是轴系扭转振动的重要激励源而不可忽视这一事实.     

不同运动状态下国产人工膝关节接触压力分布有限元分析

为研究力轴一致时不同运动对人工膝关节各组件接触压力的影响,拍摄下蹲、上楼梯和步行运动过程并解析得到运动学数据,基于国内厂家提供的图纸,建立人工膝关节的三维有限元模型,对其施加运动和载荷进行计算分析．结果表明：双腿直立时各组件上的接触压力峰值最小,而下蹲90°时股骨组件最大,下蹲120°时胫骨垫组件最大,上楼梯时各组件峰值介于下蹲90°和120°之间;步行过程中,单腿支撑、脚趾离地和脚跟着地时各组件的压力峰值依次降低．这表明该国产人工膝关节符合国人膝关节的解剖结构,内、外侧接触压力峰值适中且具有较大的接触面积,可以满足临床上的要求．     

随机振动和谐波载荷下基于相对位移分析的结构间隙变化评估

为正确评估紧凑结构在外载荷作用下的安全性,推导随机振动和谐波载荷下相对位移的理论计算方法,考虑响应点之间相关性,并以某工程结构有限元分析为例,对随机振动和谐波载荷下结构中的间隙变化进行评估。将谐波载荷与随机振动载荷进行等效转换,数值模拟结果表明2种方法的计算结果完全吻合,相互验证分析方法的有效性和正确性。     

循环载荷作用下两类楼板抗震性能的非线性有限元分析

为比较组合楼板和普通混凝土楼板的抗震性能,采用非线性有限元分析方法研究它们在循环载荷作用下的受力行为,并由此得到两类楼板的滞回曲线、骨架曲线及应力应变分布规律．计算结果表明,采用可靠构造措施的压型钢板与混凝土组合作用明显,在不失较高承载力的同时,组合楼板仍具有良好的抗震性能．将计算结果与试验数据相比较,验证该数值分析方法的有效性。     

Field在烟囱结构分析中的应用

化工行业的烟囱一般高达数十米,在设计时必须考虑风压载荷.结构表面的风压载荷在空间上连续变化分布,这一特点使得模拟载荷分布较困难,Patran中的Field模块具备强大的描述变量在时空上分布的功能,使得困难迎刃而解.以某沿海企业烟囱为研究对象,采用Field对不同工况下的烟囱及附属钢结构加载风压载荷并进行受力分析,同时对极限风载工况下的受力情况校核.实例表明Field模块在处理复杂载荷加载方面简单易用且可靠.