求解运动激励结构动态响应的固定边界-模态叠加法

针对运动激励下结构动态响应的模态叠加法求解问题,在分析传统的大质量法、大刚度法的局限性的基础上,提出一种新的运动激励转化方法——固定边界-模态叠加法:基于响应等效和约束反力动力平衡原理,将运动激励转化为其作用单元的等效节点载荷,并在运动激励自由度上施加固定约束,进而可以采用一般的力激励模态叠加算法进行结构动态响应计算。固定边界转化方法没有改变原有结构的固有振动特性,在理论上是精确的,克服了大质量法、大刚度法需要补充新的单元修改有限元模型和人为选择参数的缺点,并且可以通过局部有限元网格细化,提高转换载荷矢量近似计算的精度。通过一个平面应力结构的频率响应分析和一辆轻型货车三维板壳模型的瞬态响应分析验证了固定边界-模态叠加法的有效性。     

全钢载重子午线轮胎等效模型研究

以11.00R20 18RP全钢载重子午线轮胎为研究对象,基于线性材料提出了单一实体单元结构和实体单元+梁单元混合结构的两种轮胎等效模型。借助Ansys软件,研究了各层材料不同弹性模量对两种等效模型静态刚度的影响,并在此基础上进行了材料弹性模量参数最优匹配分析。基于匹配结果,分别研究了两种等效模型的模态性能,并与试验结果对比,分析了等效模型的有效范围。研究结果表明:基于线性材料的实体单元+梁单元混合结构的轮胎等效模型能较好的模拟轮胎的静态刚度、切向模态和轴向模态,但是径向模态频率整体偏低;在进行车-路耦合仿真等只需要关注径向性能的研究中,可以通过减小带束层材料密度的方式来提高其径向模态频率,使等效模型更加有效。     

一种面向双列直插式PCB板的等效建模方法

针对双列直插式PCB板,提出一种改进的辅助面-集中质量等效建模方法.利用单阶频率等效建立辅助面-集中质量等效模型,研究辅助面尺寸、质量及转动惯量等参数的选取原则,分析元器件的刚度、密度及布局等参数对等效模型计算结果误差的影响规律.通过数值算例表明:运用该等效建模方法进行模态分析,模型节点数量和单元数量大幅减少、对计算机性能要求降低、计算时间大大加快、低阶模态频率相对误差在±1.5％以内.该等效建模方法具有一定的工程应用价值.     

内燃动力总成双层隔振系统弹性模态匹配方法

为了评价机组和构架弹性振动模态间的耦合程度并指导其弹性模态匹配设计,提出了基于广义弹性力做功的柔性结构能量解耦法。首先,基于某内燃动车动力总成双层隔振系统,建立多自由度动力学模型来描述考虑弹性模态后的双层隔振系统动力学特征;其次,利用柔性能量解耦法量化机组和构架弹性模态间的振动耦合程度,获得不同弹性频率下的耦合频带宽度曲线。研究表明：弹性模态间耦合的本质是振型间的反相振动能够减小模态等效质量,同相振动增加模态等效质量,从而改变系统固有特性;基于弹性振动耦合频带曲线图,根据隔振系统设计需求,确定机组和构架弹性模态频率间避免耦合的频带宽度,完成机组和构架的弹性模态匹配。通过振动性能测试,验证了该方法能够有效控制机组和构架间弹性振动耦合,且隔振性能良好。该方法能够为同类问题提供理论支持,并为同类机型的弹性模态匹配提供参考。     

小型电动汽车轮毂动态特性分析

以某小型电动汽车的轮毂为研究对象,建立了轮毂的三维模型,运用有限元软件ANSYS Workbench对其进行模态分析和静力学分析,获得轮毂前6阶固有频率、模态振型、等效应力云图和等效应变云图。并用锤击法对汽车轮毂进行了模态测试,得到轮毂的模态测试固有频率,结果表明,有限元分析固有频率与模态测试固有频率基本一致,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,对轮毂结构进行了改进设计,通过对改进前后轮毂的固有频率、等效应力和质量对比分析可知,改进后轮毂的等效应力明显提升且轮毂质量减小,验证了改进方式的有效性。     

机械结构中螺栓结合面动力学建模准确性分析

机械结构中螺栓结合面动力学建模的准确性会直接影响其固有频率的准确性。通过计算模态分析与实验模态分析,以某床身螺栓结合面为例,对比分析了弹簧阻尼单元法与虚拟材料法等效螺栓结合面动力学模型,发现运用虚拟材料法等效螺栓结合面动力学模型准确性更高。     

水工泄水结构振动的模态分析与有限元综合法

本文在回顾模态识别和动特性灵敏度分析的基础上，探讨了结构动力修改的模态分析、有限元综合法，并通过动态响应的计算机仿真分析方法进行方案评估。通过工程实例，分析了结构物理参数（刚度、质量）对模态频率、振动位移的灵敏度，取得了动态薄弱环节及优化方向。通过系列动力修改及响应仿真分析，取得抗振优化方案。     

直梁式回转桁架结构的振动分析与试验

以某兵器发射塔架摆杆系统中的水平杆为研究背景进行直梁式回转桁架结构的相关研究。首先利用刚度等效原理和质量等效原理将该桁架结构简化为绕定轴转动的连续的简单悬臂梁模型,继而通过假定模态法,数值分析等方式导出考虑结构阻尼时该结构的振动微分方程。将通过该方法所得的结果与试验结果进行了比较,结果表明运用本文的方法进行桁架结构的振动分析可取得较好的效果。     

基于单元特性的模态参数灵敏度解析法

通过有限单元法求解了单元刚度矩阵和质量矩阵的偏导数,根据整体矩阵,给出了结构模态参数中频率、振型和模态置信度的灵敏度解析式。以板壳单元为例,分别采用解析法和差分法计算了单元边长对模态参数的灵敏度并进行了对比,并计算了每个单元的弹性模量和厚度对模态参数的灵敏度。结果表明,基于单元特性的灵敏度解析法计算出的灵敏度与差分法相比精度高、效率好,而且可以求解出每个单元中的结构参数和材料参数对整体结构的灵敏度,为有限元模型修正和仿真提供了参考。     

汽车动力总成悬置系统模态分析及优化设计

在ANSYS中以质量矩阵单元、刚性梁单元和弹簧单元为基本单元,应用APDL程序语言对汽车动力总成悬置系统进行参数化建模与模态分析,基于能量法解耦进行模态解耦度计算与分析;应用ANSYS中的优化模块对各个悬置元件的刚度进行优化配置,使得该悬置系统的6阶模态尽可能解耦;优化后的动力总成悬置系统的6阶模态频率分布在合理范围内,6阶模态的解耦度也得到了显著提高.     

神经网络模型在地源热泵地下埋管换热系统中的应用

针对不同输入和输出变量建立了神经网络神经网络预测模型，对埋管换热进行模拟计算和预测，计算结果表明，神经网络的模拟值与实验值相当一致，计算精度高。     

土壤源热泵系统埋地换热器换热性能研究

对土壤源热泵系统埋地换热器的影响因素进行研究,分析三种获得土壤热物性参数的方法,得到利用现场测试法较精确.搭建实验台对埋地换热器传热量进行测试,发现室内负荷和埋管循环水流量对埋地管与土壤的换热量影响较大,利用圆柱源传热模型进行模拟验证,模拟结果与实验结果吻合较好.     

换热管与折流板孔之间的间隙对换热管动特性影响分析

由于构造和安装等原因,换热器、蒸汽发生器的换热管支承间通常存在间隙。当管在发生大幅振动时,换热管一定同时受到有效支承和非有效支承的影响,管支承间隙必将影响到管阵的各种动力特性。将换热管看作分段线性系统,利用有限元分析软件ANSYS,换热管采用空间梁单元模拟,折流板对管有效支撑和非有效支撑采用Combin 40单元模拟,探讨了管间隙对换热管的动特性影响,得出了一些有价值的结论。     

基于流固耦合的换热管束振动分析

阐述了换热器管束振动的机理、破坏形式以及换热管共振特性的研究方法。突破传统研究方法的局限性,运用有限元分析软件,采用流固耦合的方法对换热管共振特性进行了研究。结合某油田项目中一台管壳式换热器,对单根换热管共振特性、换热管束共振特性影响因素以及动态响应特性进行了全面研究,得出了调整换热管束共振频率、避免共振的有效方法,结论具备一定的工程应用参考价值。     

耐腐蚀换热器用聚四氟乙烯的改性与应用现状

针对聚四氟乙烯(PTFE)在换热器应用中存在的不足,从力学性能、导热性能、耐腐蚀性和加工性能等四个方面综述了PTFE改性技术的现状;对改性PTFE复合材料在换热器中的应用作了介绍,并对该领域今后的研究动向进行了展望.     

板翅式风冷换热器温度梯度的影响因素分析

板翅式风冷换热器在航空电子设备的冷却中被广泛地运用,但是对于高热流密度热源的散热,设计参数的选择不当常常会出现换热器平均温度较低,而局部的高温使电子元器件损坏的情况。用元体平衡法对板翅式风冷换热器进行分析,从降低换热器的温度梯度入手,分析一些参数对温度梯度的影响精况。     

栅板式换热器的传热性能研究

建立了栅板式换热器板内流体流动的二维物理模型,通过数值模拟和冲渣水试验,分析了回收余热的栅板式换热器的传热性能。模拟了板间距和入口流速对流动和流阻的影响;试验测试了栅板式换热器的压降,分析栅板式换热器传热和流阻特性,并拟合出其传热和压降准则关系式。     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.     

微型换热器瞬态传热分析

以用于芯片冷却的微型换热器为研究对象,建立三维仿真模型,分析其在热负荷按指数型和周期型变化情况下的瞬态传热.根据获得的换热器温度场、温度梯度和热应力分布,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对换热器的散热性能,结果表明:铜优良的导热性能使得铜换热器在稳态工况下散热性能优于复合材质换热器,但瞬态分析显示,氮氧化硅复合物在结构...     

泡沫金属填充板式换热器的传热特性研究

以空气为介质对泡沫金属填充板式换热器的综合性能进行了试验研究,主要研究了不同孔密度的泡沫金属填充板式换热器的传热效率及压力损失。结果表明:对于以空气为介质的板式换热器,填充泡沫金属后,在较小的压力损失下传热效率得到显著提高,压力损失随孔密度的增大而增大。研究结果对设计制造轻型紧凑的高效换热器有工程实用价值。