嵌入式共固化网格阻尼结构复合材料的动力学性能研究

建立嵌入式共固化网格阻尼结构复合材料的有限元数值模拟模型,提出了用改进的应变能法分析该网格结构的阻尼特性;通过对比所得模拟数据与实验结果,表明该模拟方法的有效性,再用验证了的模型和方法分别研究了不同几何参数对整体结构模态损耗因子和频率的影响,相关结论对嵌入式共固化网格阻尼结构复合材料的动力学性能理论预估具有重要指导意义。     

基于变形能的粘弹性薄阻尼层结构阻尼特性分析

为了研究多弹性层约束阻尼结构的阻尼性能,将变形能原理应用于粘弹性薄阻尼层约束阻尼结构阻尼特性分析中,在一种薄阻尼层结构基础上,给出了一种求解结构损耗因子的理论方法,获得了结构损耗因子与材料损耗因子、阻尼结构剪切参数、刚度参数的耦联关系。引入该理论,对层间厚度、相关阻尼参数进行了优化分析。针对两个应用实例,通过有限元模态应变能法对比表明,变形能理论法计算结果与有限元法实验结果比较一致,验证了该理论方法的合理性。为研究多弹性层约束阻尼结构损耗因子的计算、机械产品的设计及结构改进等问题提供了一定的理论参考。     

747航天飞机运输机/航天飞机轨道器的组装地面振动试验

本文介绍确定747航天飞机运输机和航天飞机轨道器组装构型固有振型所用的实验程序。同时还讨论了试验结果及其与结构分析结果的比较。把随机瞬态信号作为电磁激振器的输入,给飞行器的组装试验构型提供激振。用快速傅立叶变换算法处理加速度信号,获得幅值和相位的传递函数,由此而得到模态频率、阻尼和模态位移。     

车载火箭发射系统模态分析与试验研究

为提高火箭炮的寿命及射击精度,通过试验模态分析法进行火箭炮系统模态测试。获取结构固有频率、 模态振型和阻尼比等模态参数,分析在不同胎压、支撑高度下系统的振动特性,为火箭炮结构系统的振动特性分析、 振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。简化模态测试试验过程,将测试获得的整车模态振动 参数与有限元仿真结果对比分析。仿真结果验证了有限元分析的精确度,提高了计算模态分析的应用价值。     

工程试验卫星-Ⅵ的模态评定与分析

工程试验卫星Ⅵ(ETS-Ⅵ)是日本的第一个2t级三轴稳定的地球同步卫星。此项研究是为未来大型通信和直播卫星建立一些基本方法而进行的。大型通信和直播卫星计划于1993年用H-Ⅱ火箭发射。本文给出了结构-动力学研究模型(SDM-D)的结构分析与模态评定结果之间的比较,它是结构研究性试验计划中的一项。研究表明,需要进一步改善分析模型的精度,因为模型不仅用来预示飞船的动力学特性,同时也是调节正式振动试验的输入振级所需要的。因此,在整体结构模态评定之前,已完成3个主要结构舱段的模态评定试验,它们是天线舱、中心体舱(任务舱/运载舱)和液体远地点推进子系统(LAPS)舱。完成每个舱段的模型相关之后,再构造出一个整体结构分析模型,并完成了特征值分析。分析结果表明,它与整体结构模态评定结果之间有良好的一致性。这就证实了大型卫星结构的动力分析模型和动力学特性评定方法的有效性。     

基于水下爆炸实船试验的舰船阻尼的研究

以实船试验的实测结构响应数据为基础,运用经典峰值处理法计算得到不同冲击因子下实船总振动阻尼比。采用最小二乘复指数法识别舰船结构模态参数,运用无量纲化方法使计算结果唯一。运用离散快速傅里叶变换对模态参数进行校验,验证了计算结果的正确性。根据所提取的结构模态频率和模态阻尼比,对系统的结构阻尼进行统计和定量分析,给出瑞利阻尼系数的试验值,为舰船冲击响应计算与分析提供参考。最后,与美国DDG53的瑞利阻尼系数进行对比,比较结果表明两者差距较大。     

平地机后机架模态分析及动力修改

在ANSYS软件中建立某平地机后机架有限元模型,利用软件中的Block Lanczos法进行理论模态分析,并与模态试验进行对比,从而验证了模型的可靠性.为减小理论模态分析与试验模态分析结果的误差,把弹性模量作为修改参数,对有限元模型进行动力修改.分析结果表明:修改后合理的弹性模量为193 GPa,各阶模态下固有频率计算值与试验值的误差均低于1%.后机架有限元模型经过动力修改后的仿真准确度明显提高,更好地反映结构动态特性,适合做更多的理论分析.     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

约束层阻尼对薄壁圆柱壳模态参数的影响研究

以一端约束和一端自由的薄壁圆柱壳为研究对象,研究了约束层阻尼对其模态参数的影响。为了充分了解其振动行为特点,通过有限元法初步获取了其固有频率和模态振型,并搭建了可以准确、高效地测试涂覆约束层阻尼前、后壳体结构模态参数的实验系统,提出了适合该类型阻尼薄壳结构模态参数的测试方法和流程。将约束层阻尼材料制成不同大小的环片形式,并准确获得了涂覆约束层阻尼前、后薄壁圆柱壳的各阶模态参数。基于上述测试结果,研究了约束层阻尼参数的改变对薄壳固有频率、振型和阻尼参数的影响程度,发现约束层阻尼会降低结构的固有频率,但可以有效提升壳体结构的阻尼特性。     

弹引系统弹塑性有限元动力分析

以25mm口径榴弹引信系统为研究对象，采用有限元结构分析软件ADINA进行系统的弹塑性动力分析。计算结果给出了系统内关键部位包括装药的应力历程和最大弹底压力时的应力分布。同时进行了系统的模态试验和靶场试验，利用试验取得的参数修改系统有限元模型以获得准确的有限元分析结果。     

航空发动机涡轮盘振动模态与声模态分析研究

从结构振动实模态理论的角度,论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系;推导了振动结构声辐射模态参数,推导出辐射声压模态。比照振动模态理论,讨论了辐射声压模态参数与振动模态参数之间的关系。对航空发动机涡轮盘进行了实验振动模态分析和实验声模态分析,识别出其振动模态参数和声辐射模态参数。为航空发动机零件的低噪声设计提供了实验数据,也为利用声信号进行振动的间接测量提供了依据。     

复合阻尼结构减振参量的有限元仿真计算及优化分析

针对由约束阻尼结构和离散型阻尼器组成的复合阻尼结构,建立了有限元仿真模型,利用大型有限元程序NASTRAN对其进行了复特征值分析.与实验结果比较表明,所建立的有限元模型能较好地分析计算结构在不同方向上的减振特性.基于提出的有限元仿真模型,分别对复合阻尼结构的约束阻尼结构和离散型阻尼器进行了优化分析,得到具有更佳减振效果的复合阻尼结构.     

弹引系统塑性有限元动力分析

以２５ｍｍ口径榴弹引信系统为研究对象，采用有限元结构分析软件ＡＤＩＮＡ进行系统的弹塑性动力分析，计算结果给出了系统内关键部位包括装工绵应力历程和最大弹试压力时的应力分布。同时进行了系统的模态试验和靶场试验，利用试验取得的参数修改系统有限元模型以获得准确的有限元分析结果。     

结构动力学试验的数字数据采集与分析

本文叙述为满足振动、冲击、撞冲和模态评定试验以及为适应一般外场试验要求而设计的数字数据采集与分析系统。该系统具有把买来的和自己研制的部件组合起来的特点。有两个多通道的数据采集系统:一个是安装在环境试验室的系统,它有12个用于一般类型信号的并联输入通道,120个用于经模拟式同相一正交分析器预处理的正弦信号输入通道;另一个系统是模态评定试验系统的一部分,它设计有448个输入通道,能同时处理几个有64个通道的数据组。变形图形以及总的指示器值的实时显示有效地保证了手动模态调节。现有可用的模态分析软件的扩展,可把模态参数选择为待求的,或者也可指定为已知的。这一特点增加了系统的分辩能力。并且避免了不完善数据的错误解释。另一扩展是能够根据局部测量的响应函数计算单个刚体自由度的响应函数。这就给深入地了解刚体结构部件的动力特性提供了手段,而且使振型数据更加完善。在数据处理系统中还有一个分析子结构耦合程序,它有助于扩展试验能力以及获得最佳化试验特性。     

通过在单个点上的动力试验来识别结构模态参数

本文论述一个具有任意粘性阻尼和振动频率几乎重合的结构在单点动态试验后进行模态参数的识别问题。阻尼值不一定很低,并且不采用可在保守结构固有振型的基础上使阻尼矩阵对角线化的限制条件。结构数学模型的迁移率-位移函数系数是利用理论值与实验结果的最小二乘配合来计算的。建立了误差的变分公式,以此通过使形式为J(Z)=1\2(AZ,Z)-(b,z)的二次泛函取极小值的方法来估价未知的系数。式中,A和b分别是实验数据的非负定矩阵和矢量函数:Z代表要识别的系数矢量。然后,把识别出的迁移率一位移函数分解成有理分式就可得到模态系数。本文列举了按模态试验结果来识别的一些例子,以说明该方法在困难情况了评价结构模态特性的精确值的情况。     

多参考最小二乘复频域法在飞行器模态参数识别中的应用

在＂自由-自由＂边界条件下,对导弹弹身和舵传动系统进行模态试验,采用多参考最小二乘复频域（PolyMax）法对结构模态参数进行识别。结果表明该方法对于小阻尼线性结构和大阻尼非线性结构（系统）,都能够很容易实现准确的模态定阶,并获得精确的模态参数。     

某型舰船控制柜模态分析和谐响应分析

利用APDL参数化设计语言建立了舰船控制柜的参数化有限元模型,并对其进行了模态分析,根据模态分析的数据,对舰船控制柜的固有特性进行了深入分析。在模态分析的基础上,对舰船控制柜进行了谐响应分析,了解了系统稳态响应的最大值随载荷频率的变化规律,并以此来了解结构的动力特性,为舰船控制柜如何避免共振、疲劳破坏等提供了参考依据。     

粘弹结构模态损耗因子分析的修正模态应变能法

为了研究粘弹结构的阻尼特性,采用传统变形能理论建立了粘弹结构结构损耗因子的计算模型,并对相关阻尼参数进行了优化分析;通过研究传统模态应变能法与已有3种改进方法的原理及其相互关系,提出了一种新的修正模态应变能方法,新方法中修正因子随不同阶次模态损耗因子的幅值而变化。以一种四参数原型系统为依据,通过对4种模态应变能法的误差分析表明新修正方法对结构损耗因子与固有频率的计算误差最小;选取两个算例,通过对结构损耗因子与固有频率采用修正模态应变能法、变形能法、传统模态应变能法及相关文献有限元法的计算结果表明：修正模态应变能法可以满足工程设计的要求,且计算误差最小;修正模态应变能法可为粘弹结构阻尼特性与结构设计及改进等领域的研究提供一定的理论参考。     

陀螺仪固有频率分析

微机械陀螺仪在飞机、导弹、轮船的惯性导航系统中具有重要应用。依据陀螺仪的结构和工作原理,对该微机械陀螺仪的固有频率进行了分析。由于单独的陀螺仪实验测试比较困难,利用ABAQUS有限元分析软件建立了陀螺仪的有限元模型,计算出了其各阶模态,并与陀螺仪试验模态分析进行了对比。结果显示:有限元分析结果和实验结果基本一致,表明所建立的陀螺仪有限元模型是正确的。     

非线性空气舵系统模态试验及颤振设计研究

在飞行器空气舵结构系统的设计中不可避免会存在摩擦、间隙、阻尼等非线性因素,在模态试验中表现为舵系统的模态试验结果随着激振力、舵面负载的变化产生明显的变化,而模态数据作为颤振设计的重要结构参数,对颤振分析结果有重大影响.工程设计中采用何种工况下的模态数据来进行颤振分析没有定论,保守设计认为所有模态状态下均不发生颤振则舵系统设计满足要求.以某空气舵系统为研究对象,给出了舵系统的模态变化范围,以不同工况下的模态数据为输入进行了颤振分析,最后采用当前的颤振设计思路,给出了在弯、扭频率最接近的模态状态下的颤振动压.