经典参数在我结构耦合系统统计能量分析中的应用

直接和间接耦合损耗因子是用统计能量分析方法研究多结构耦合系统振动响应的关键参数，也是急待解决的问题之一。本文提出了用经典统计能量分析参数计算多结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子的方法。其优点是利用经典统计能量分析已取得的橡胶敢多子结构耦合系统的问题。文中首先推导了经典的双子结构耦合系统的耦合损耗因子和结构参数的关系，然后研究了多子结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子与结构参数的关系，最后推导得到     

直接和间接耦合损耗因子的计算方法

本文利用双端口法推导了分别用结构平均导纳和经典统计能量分析参数表示直接和间接耦合损耗因子的两种计算公式，并推导了功率流互易性关系。所得结论既可用于弱耦合条件，又可用于强耦合条件。最后，通过实验验证了理论的正确性。     

耦合凸缘结构间的振动传递

凸缘结构是一种常见的工程结构。用统计能量分析（ＳＥＡ）研究耦合凸缘结构间的振动传递，需要决定其间的耦合损耗因子。本文研究了通过册缘和弹性材料耦合结构间振动传递特性，分析了减振隔振措施，导出耦合损耗因子的计算公式。以通过不同大小截面的凸缘和不同特性的弹性材料耦合的凸级板结构为例，进行了一系列实验测量，耦耗损耗因子的实验测量值与理论估算吻合较好。     

船舶机械设备联接处非保守耦合损耗因子的研究

联接部位传递力、能量和功率，也会把振动能量变成声和热耗散能量，非保守耦合损耗因子是表征这种耦合系统间能量传递特征的重要参数。运用统计能量分析方法分析联结部位的功率流及功率在该处的损耗和传递，建立结构总体SEA模型，根据结构功率平衡方程，推导出非保守耦合损耗因子的计算公式。文章基于这些，对一个实际机械设备联接部位计算例子，进行了仿真数值计算与分析，提出了一些有工程应用价值的结论。     

基于Hilbert变换的结构内损耗因子测试研究

统计能量分析法（SEA）被广泛用在中高频段预测复杂结构的振动和噪声传递，运用该方法解决实际问题的关键是获得每个子系统的模态密度、内损耗因子和耦合损耗因子，其中内损耗因子是表征子系统消耗能量能力的参数。为了测量结构在任意频率范围内的平均内损耗因子，运用Hilbert变换得到响应信号的包络线函数，得到各频段的衰减曲线，可以求得结构的平均内损耗因子。依据上述原理，采用瞬态衰减法测量一块钢板的内损耗因子，实验结果表明，测量结果与真实值一致性较好。     

列车白车身损耗因子试验研究

对7 m长高铁车厢白车身划分子系统,根据能量平衡方程确立子系统总损耗因子、内损耗因子和耦合损耗因子的关系,通过测量总损耗因子和能量比可以直接计算内损耗因子和耦合损耗因子。为了准确测量总损耗因子,计算中采用Hilbert变换求瞬态信号对数衰减率的方法,其创新点在于不需要测量输入功率就可以得到完整方程并获得统计能量分析参数。内损耗因子和耦合损耗因子的计算结果可以为建立车厢能量统计模型提供数据参考。     

基于统计能量法的变速箱振动特性研究

应用统计能量分析方法对变速箱结构进行高频振动特性的分析。通过有限元计算得到1/3倍频程频带内的模态数目,确定适合统计能量分析的频率范围。研究复杂结构等效质量的试验方法,测量得到两个子系统的等效质量、内损耗因子和耦合损耗因子。结合测量结果,在VA One中建立统计能量分析模型,计算得到随机激励力作用下的振动响应,并与试验测量结果进行对比,验证结果表明所建模型是正确且有效的。运用所建立的变速箱SEA模型计算在实际工作激励下的振动响应。结果表明统计能量分析方法可以有效地对复杂结构的高频振动特性进行分析。     

基于区间摄动法的不确定结构高频动响应预示

统计能量分析是目前航空航天、汽车、船舶和核能等领域解决高频段振动及噪声问题的有效方法之一。考虑稳态统计能量分析模型中损耗因子和外载荷的不确定性,将带有测量误差的内损耗因子和耦合损耗因子等参数以区间变量形式表示。提出基于区间摄动方法的不确定结构高频段动响应预示方法,给出每个统计能量分析子系统总能量区间的计算步骤及方法,揭示损耗因子和外载荷测量误差对稳态响应预示结果的影响规律,通过对两块复合板结构的实验验证了理论的合理性和有效性。     

不可分离结构的损耗因子测量研究

提出对不可分离结构内损耗因子和耦合损耗因子的测量方法。对于内损耗因子测量，针对实际工程中子结构不可分离的问题，提出了用总损耗因子代替内损耗因子的方法。对于耦合损耗因子测量，利用已测得的内损耗因子结合稳态振动实验测得的能量可计算出结构间耦合损耗因子。同时分析了耦合损耗因子大小对总损耗因子代替内损耗因子差值的影响。仿真结果表明，当耦合损耗因子远小于内损耗因子时，内损耗因子和总损耗因子近似相等。对双圆柱壳耦合结构进行了实验验证，实验结果证明了该方法的正确性。     

基于OKID的损耗因子辨识方法研究

提出了利用观测器/卡尔曼滤波辨识(OKID)方法辨识系统的最小阶功率流模型.首先直接由测量的输入功率和能量的时域数据辨识功率流系统的Markov参数,然后利用特征系统实现算法得到功率流模型的最小实现.同时对统计能量分析模型修正方法进行了改进,将初始模型子系统间的耦合信息作为附加约束条件,并根据约束最优化思想寻求初始损耗因子相对误差矩阵的最小范数解,进一步可得到辨识的损耗因子参数.通过5子系统结构的实例仿真分析,验证了OKID功率流模型辨识方法可行并具有很好的抗噪性能;与传统SEA模型修正算法相比,改进方法对初始SEA模型有更好的适应性,修正参数更好地保持了物理意义.研究的辨识方法可有效提高内损耗因子和耦合损耗因子的实验辨识精度,扩展实验SEA参数识别的工程应用范围.     

应用结构声强技术测量耦合损耗因子

介绍了一种新的耦合损耗因子测量方法：声强法。以点和线耦合结构为例，应用两点差分技术和单点技术测量弯曲波耦合损耗因子，将测量结果与传统方法获得的测量结果相比较：声强法能较准确地测量点耦合结构间弯曲波耦合损耗因子，其测量精度与能级差分法和直接测量方法的测量精度相似。     

复杂耦合系统的统计能量分析及其应用

文章综合导纳分析法、经典统计能量分析方法和经典功率流理论的各自优点，提出适合复杂耦合系统的统计能量分析方法，为研究实际机械结构之间的振动传递规律、复杂机械系统的声辐射特性提供理论依据，为实际工程结构的振动隔离、噪声治理提供理论指导。文章首次提出统计能量分析参数必须统一定义，将影响实际机械结构相互之间能量传递的若干要素各自分离，并引入相应的参数分别开展研究。利用理论研究的成果，发展后的统计能量分析首次应用于水下航行器振动和噪声特性分析，预报了水下航行器的振动传递规律和辐射噪声级。理论分析与实验测试结果符合较     

Indirect Inverse Substructuring Theory for Coupling Dynamic Stiffness Identification of Complex Interface Between Packaged Product and Vehicle Transport System

Inverse substructuring method has been recently proposed and applied for inverse analysis of the dynamical response of product transport system. The component‐level frequency response functions (FRFs) and the coupling dynamic stiffness for facilitating the cushioning packaging design are all predicted from only the system‐level FRFs. However, the system‐level FRFs from coupling degree of freedoms may not be measured accurately because of the difficulties of vibration excitation and response measurement for the coupled interface between packaged product and vehicle within the limited accessible space. The aim of this paper is to develop a new FRF‐based indirect inverse substructuring method for the analysis of the dynamic characteristics of a three‐substructure coupled product transport system without measuring system‐level FRFs at the coupling degree of freedoms. By enforcing the dynamic equilibrium conditions at the coupling coordinates and the displacement compatibility conditions, a closed‐form analytical solution to inverse sub‐structuring analysis of multi‐substructure coupled product transport system is derived based on the relationship of easy‐to‐monitor component‐level FRFs and the system‐level FRFs at the coupling coordinates.. The proposed method is validated by a lumped mass‐spring‐damper model, and the predicted coupling dynamic stiffness is compared with the direct computation, showing exact agreement. Then, the FRF tests of a physical prototype of multi‐substructure coupled product transport system are performed to further check the accuracy of the suggested method. The method developed offers an approach to predict the unknown coupling dynamic stiffness from measured FRFs purely. The proposed method may help to obtain the main controlling factors and contributions from the various structure‐borne paths for product transport system. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Inverse Sub‐Structuring Method for Multi‐Coordinate Coupled Product Transport System

A new high‐accuracy transfer function is selected, and an inverse sub‐structuring method is developed for the analysis of the dynamic characteristics of a three‐sub‐structure coupled product transport system. The closed‐form analytical solution to inverse sub‐structuring analysis of multi‐coordinate coupled multi‐ sub‐structure product transport system is derived. The proposed method is validated by a lumped mass spring damper model; the predicted frequency response functions (FRFs) of sub‐structures and the coupling stiffness, in addition to the most concerned system‐level FRF, are compared with the direct computations, showing exact agreement. Then, FRF tests of a physical prototype of the multi‐coordinate coupled product transport system with three sub‐structures are performed to further check the accuracy of the suggested method. The method developed offers an approach to predict the unknown sub‐structure‐level FRFs and coupling stiffness purely from system‐level FRFs. The suggested method may help obtain the main controlling factors and contributions from the various structure‐borne paths for the product transport system, which may certainly facilitate the cushioning packaging design. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

振动主动控制系统的统计能量分析

基于能量观点对振动主动控制系统进行了统计能量分析。首次推导出振动主动控制系统的统计能量关系式和耦合振子间耦合损耗因子的表达式,并通过实例研究了控制反馈系数对系统耦合损耗因子的影响,分析了阻尼对系统输入功率、子系统间传递功率流以及各子系统振动能量的影响。     

非保守面耦合损耗因子的计算

本文应用统计能量分析理论和富里哀变换,推导出了非保守面耦合平行板系统间的耦合损耗因子的计算公式,保守面耦合平行板系统间的耦合损耗因子的计算公式能直接从该公式简化得出。已经进行了一系列验证实验,在大多数情况下,其实验数据与理论计算值吻合较好。     

双模态耦合系统中耦合阻尼对功率流的影响

以简谐激励下双模态耦合系统为例，研究了耦合阻尼对功率流的影响。通过改变耦合阻尼的大小，分析了系统输入功率、系统内损耗和模态间传递功率流的变化规律。由分析结果可见，耦合阻尼对系统功率流的影响不仅限于耗能元件的作用，而且对系统的输入功率和模态间的传递功率有着不容忽视的影响。