含裂纹功能梯度材料梁结构的振动功率流特性分析

功能梯度材料(FGM)梁在工程中应用日益广泛,而梁中裂纹的存在改变了局部刚度等特性,使得功能梯度材料梁的振动和波传播特性发生改变。以含有张开型裂纹的功能梯度梁为对象分析其波传播和振动功率流特性。利用转动弹簧模型模拟裂纹,给出由裂纹引起的局部柔度表达式。建立无限长FGM欧拉梁结构的动力学方程,采用波动法结合梁的连续条件计算得到FGM欧拉梁的振动特性,对无缺陷梁和裂纹梁的输入功率流和传播功率流进行分析。讨论了材料梯度指数、激励频率、裂纹深度和裂纹位置等信息与输入功率流、传播功率流之间的关系,为基于振动功率流的裂纹FGM梁的损伤识别提供理论基础。     

含非贯穿直裂纹输流管道振动与模态功率流分析

针对含非贯穿直裂纹输流管道的振动与模态功率流进行研究，将输流管道以Euler-Bernoulli梁模型建模并据此推导其弯曲振动方程，采用断裂力学方法将裂纹模拟成无质量的转动弹簧，用波动法分析含裂纹输流管道的自由振动特性。通过计算结果与相关文献对比验证了该方法的可靠性。探讨裂纹位置、深度以及管内流速对固有频率的影响。基于模态功率流的概念进行算例分析，讨论裂纹位置、深度以及振动模态对模态功率流的影响，研究表明，裂纹处的模态功率流曲线产生突变，裂纹位置与深度和模态功率流密切相关。     

基于波函数法的附加弹簧阻尼薄板的振动研究

基于Kirchhoff薄板弯曲振动理论和波函数法Wave Based Method(WBM)理论,推导了运用WBM将附加弹簧阻尼结构转化为点激励的方法,构建了基于WBM计算含弹簧阻尼支承薄板振动响应的系统矩阵,得到了含弹簧阻尼支承的薄板弯曲振动响应。以四边简支矩形板为例,计算了50~600 Hz频段内参考点的振动响应,并与解析法和有限元法的计算结果进行了对比。运用该方法对比计算了添加不同弹簧阻尼结构数与无弹簧阻尼结构时薄板在120 Hz的弯曲振动响应。结果表明:通过将弹簧阻尼结构转换成点激励的方法,能有效的将WBM应用于附加弹簧阻尼支承薄板弯曲振动响应的仿真计算,与有限元法相比,有着更高精度和收敛速度。     

基于诺顿等效系统功率流计算的多维振动传递特性研究

结构振动传递的实质是振动能量的传递过程。功率流方法从能量的角度揭示振动传递的机理，在结构振动控制领域的作用日益突出。采用基于诺顿等效系统的方法计算功率流，具有便于与有限元分析和实验测量相结合的优点，为评价复杂实际结构的振动特性提供一条有效途径。应用该方法对一隔振系统的多维振动传递特性进行研究，通过分析多维振动形式各自传递的振动功率流，发现接受结构的柔性是振动传递的主要影响因素之一。对接受结构分别采用增加板厚和加筋两种方式进行改进，加筋方式取得了更好的减振效果，并且有利于结构的轻量化。     

振动功率流防振系统

为了更好地对船舶结构噪声加以控制,达到减振降噪的目的,就必须确定振源位置、振动的传播途径,弄清个别机械在构成共同振动中所起地作用。因而采用了振动功率流的概念,提出了两种测量振动功率流的方法——直接测量法和间接测量法,建立了两种测量方法的数学模型,并且对这两种测量方法加以详细的介绍,分析了这两种测量方法各自的优缺点。最后用试验进行了验证。     

强耦合流激振动的建模及求解的预测多修正算法

将基于Lagrangian描述的结构振动问题与基于Eulerian描述的不可压缩粘性流动问题通过流-固系统的功率耗散平衡在广义变分原理的框架下统一,建立了描述强耦合流激振动的有限元控制方程。采用将Newmark法和Hughes预测多修正法相结合的求解策略,提出了基于稳定有限元法求解小变形弹性结构强耦合流激振动的计算方法,用于计算复杂边界条件下的流激振动问题。以三维混流式水轮机叶道为例的数值算例表明,模拟结果与试验实测结果吻合较好。     

简谐激励下隔振系统振动功率流的极值特性

本文分析了简谐激励下隔振系统振动功率流的极值特性。对于简谐激励而言，对应于基础阻抗和系统阻尼的改变，存在振动功率流的极大值，任何偏离该极值的改变都会使得振动功率流减小。阻尼因素对于振动功率流的影响，主要还是基于对共振状态的抑制作用。     

采用波动法研究有限板振动功率流

对有限尺寸十字型多板耦合结构建立波动法耦合运动模型,通过弯曲波和面内波波幅系数矩阵的组合与离散,得到板在线连接处的耦合运动方程的一般形式,对比波动法的半解析结果与有限元数值结果,验证自编波动法MATLAB程序的收敛性和准确性。探讨板连接角和激励角等参数对弯曲波功率流和面内波功率流的影响。频率较低阶段,弯曲波功率流明显大于面内波功率流,面内振动功率流可以忽略,随着频率的增加,面内波功率流增大,可能与弯曲波数量级一致。在全频域范围内,激励板的弯曲振动功率流均随激励角度的增大而增大,而接受板面内波功率流是连接处的波形转化和直接激励力的相反作用的结果。板连接角在90°附近时,接受板功率流较大,振动衰减明显。     

多层房屋结构的振动功率流

文章将多层房屋结构简化为带横梁的周期柱结构模型，将周期结构原理与导纳方法结合起来，分析了多层房屋结构中的弯曲波和纵向波传播的规律，导出了振动功率流的一般表达式，同时考虑了阻尼的影响。文章发现横梁的共振特性对多层房屋结构中的波传播及其振动功率流有非常重要的影响；结构阻尼的存在有利于阻止传播域内振动功率流的传播，同时在边界频率处有效地控制了振源输入到结构中的振动功率流。     

周期简支梁的振动功率流

本文研究周期结构的振动功率流特性,讨论了周期简支梁在力激振时由振源输入梁的功率流以及功率流沿梁的传播。在衰减域中振源不向梁输入功率流;在传播域中振源向梁输入功率流,其中在奇数传播域中输入的功率流比在偶数传播域中输入的功率流大得多。输入到梁的功率流转化为与梁内力相应的功率流,其中—半沿梁的正向传播而另一半沿梁的负向传播。     

基于DFM/FEM铝蜂窝夹层结构耦合损耗因子预测

在使用统计能量分析对复杂的蜂窝夹层结构进行高频动力学响应预示的关键环节之一在于准确估算耦合损耗因子。本文研究应用对偶模态/有限元法（DFM/FEM）估算铝蜂窝夹层结构之间的耦合损耗因子,通过算例对该方法进行仿真验证,结果表明,该方法可行且高效准确。最后对L型耦合铝蜂窝夹层板结构进行振动实验,并使用功率输入法辨识试件间的耦合损耗因子,比较功率输入和和对偶模态/有限元法结果,两者一致性好,进一步验证了对偶模态/有限元法估算铝蜂窝夹层板系统耦合损耗因子的可行性,扩展了统计能量分析在复杂结构上的应用。     

工场振动的屏障隔离及其对厂房柱基不均匀沉降影响的研究

本文从实用角度用有限元法全面研究了地基中的波动问题 ,建立了地基波动的有限元分析模型 ;对用有限元法模拟实际地基瞬态波动的求解策略进行了探讨 ;利用ANSYS有限元分析软件对多种实际地基在瞬态激励下的地面振动进行了分析、计算 ,与实测数据进行对比 ,吻合较好。对屏障隔振前后地基土中的振动变化及锻锤车间屏障隔振前后柱基不均匀沉降进行了有限元计算。研究表明 :屏障隔振可使地面振动位移在特定区域减小 ,但同时也使地基中一定区域内的动应力和振动频率增加 ,可能引起厂房柱基不均匀沉降加重     

地基中振动波传播的有限元分析

本文从实用角度用有限元法研究了地基中的波动问题,建立了地基波动的有限元分析模型;对用有限元法模拟实际地基瞬态波动的求解策略进行了探讨;利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有限元分析软件对实际地基在瞬态激励下的地面振动进行了分析、计算,并与实测数据进行了对比,吻合较好。     

汽轮发电机转子磁拉力对弯曲振动的影响

探讨了采用预应力法求解发电机转子磁拉力与弯曲振动问题的可行性，导出了有关的计算公式。采用强应力法在ANSYS平台上进行了计算，自编有限元程序对结果作了验证。     

地铁齿轮箱振动与噪声计算分析

运用结构有限元法和声学有限元法，对地铁某型号齿轮箱振动与噪声问题进行计算分析。建立齿轮箱三维有限元模型，采用结构有限元法计算齿轮箱模态频率和振动响应。建立齿轮箱外声场三维有限元模型，导入齿轮箱振动响应结果作为声学边界条件，并采用无限有限元法计算了辐射声压级。     

船用高速发电机基波磁场下机座电磁振动

以船用高速同步发电机为对象进行电磁振动特性分析。用有限元法计算空载下电机基波气隙磁场引起的径向电磁力波在机座机脚处垂向振动加速度。通过对不同机座安装方式、材料刚度及结构阻尼的振动仿真对比,分析影响振动加速度主因及有限元模型简化处理对计算结果影响。用三维谐波场及瞬态场有限元法计算机脚振动加速度,用电动机运行法测试发电机空载下机座机脚振动加速度。结果表明,仿真与试验结果基本一致,机座及机脚振动受机座安装方式影响较大,定子振幅受材料弹性模量响应较大,在弹性安装/自由状态下机座形变分布主要受结构阻尼影响。该结果可为船用高速电机减振降噪设计、研究提供依据及参考。     

隔振胶块材料对车门NVH性能的影响

基于有限元理论建立完整的车门子系统NVH性能仿真模型。开发出一套材料试验方法以获得在复杂工艺环境下隔振胶块的真实力学属性,将不同材料的参数带入仿真模型中,通过结果对比了解不同隔振胶块材料对车门子系统NVH性能的影响,从而帮助设计人员制定隔振胶块材料的选取准则并为材料配方的改进提供指导。     

考虑关键运动副特点的船用多功能数控机床模态分析

针对船用多功能数控机床在舰船环境下的结构动态性能研究,结合舰船波浪载荷作用下的摇荡特点,揭示了机床的运动坐标体系和布局方案,并进行了机床关键导轨滑块运动副5自由度载荷特点的受力分析;依据机床振动理论构建了导轨滑块运动副粘性阻尼振动模型及其有限元结构模型;采用机床锤击试验模态和机床有限元结构模态相结合的方法验证了包含导轨滑块运动副粘性阻尼系统的有限元机床模型的适用性,并分析确定了机床110Hz内的6阶模态振型及其频率。     

摩托车发动机壳体辐射噪声控制研究

利用FEM/BEM(Finite Element Method/Boundary Element Method)方法分析摩托车发动机壳体的振动特性,对其表面的辐射噪声进行分析研究,对改进前的摩托车发动机壳体进行模态分析、频率响应分析及噪声辐射仿真分析,并用试验进行验证,仿真数据与试验数据基本吻合,表明理论模型的正确性.根据仿真的结果,对壳体结构进行改进(改变壳体的刚度和形状),并对改进后的壳体进行仿真,计算结果表明,壳体的辐射噪声值降低.最后将改进后的壳体进行试验验证,其辐射的噪声值也降低,说明这两种改进方案的正确性.     

Application of the photo-elastic method to measurement of dynamicstress distribution for NS-GT cut quartz crystal resonators

NS-GT cut quartz crystal resonators are widely used as a frequency standard element in consumer products and communication equipment. The vibration mode of the resonators was analyzed by the finite element method (FEM) because they have a complicated shape. As a result, an asymmetrical vibration mode at the main resonant frequency has been obtained by the FEM simulation. But, it is necessary to confirm the asymmetrical vibration mode experimentally because it is just a simulation. In this paper, stress distributions of the NS-GT cut quartz crystal resonators are measured experimentally by using a dynamic photo-elastic method when the resonators are vibrating in the resonant frequency; thereafter, vibration modes of the NS-GT cut resonators are estimated with the experimental data of the stress distributions. This experiment for the NS-GT cut quartz crystal resonators exposes the existence of a twisted asymmetrical vibration mode at the main resonant frequency, with the magnitude of the twisted vibration in proportion to thickness of the resonators