考虑扣件温频变的车轨桥垂向耦合系统振动能量研究

通过对扣件进行定频变温试验,结合温频等效原理与高阶分数导数FVMP模型建立扣件的温频变动态力学模型,并在车-轨-桥耦合系统中采用新建模型模拟扣件,基于功率流法系统地分析与评价扣件温频变动态力学性能对车轨桥耦合系统振动能量分布与传递的影响.结果 表明:考虑扣件动参数频变会使中高频段内的轨道结构振动能量增大,对低频段的轨道...     

振动功率流方法诊断梁的损伤

利用振动功率流方法对无限直梁在集中力作用下的损伤进行了诊断研究。损伤部位模拟为转动弹簧,利用断裂力学的有关理论得到其转动刚度。研究了梁在集中载荷作用下的弯曲波运动以及振动功率流的输入和传播,分析了振动功率流与破损位置及其特征尺寸的关系。首先从理论上研究了破损诊断的具体步骤,然后进行了实验研究,结果证明了理论分析的准确性和可靠性。     

冰-车-桥系统耦合振动分析

为了研究桥梁结构在车辆和冰荷载共同作用下的振动反应,提出了冰-车-桥系统耦合动力分析框架。在该框架中,每辆车都被视为一个多自由度的运动系统,桥梁结构采用有限元方法进行建模,利用罚函数定义了车轮与桥面之间的接触关系,实现了各子系统之间的接触与交互作用。基于自激冰力模型得到了依赖于冰与结构相对速度的桥梁结构自激冰力,构建了冰-车-桥系统的耦合动力方程,进而开展了冰-车-桥系统耦合振动分析及行车安全评估。研究结果表明：桥梁竖向振动反应随车速的增加而增大,桥梁横向振动反应则受到了冰荷载的控制;车辆的竖向反应主要依赖于车-桥之间的相互作用力,车辆的横向反应则受冰与桥梁之间相互作用力的主导,车辆与桥梁的交互作用受到了车速和冰速的双重影响;快冰速会增大车辆的横向接触力,降低车辆的最小侧滑抗力,不利于行车安全;冰荷载作用下桥上车辆的前轴车轮比后轴车轮更容易发生侧滑;所提出的冰-车-桥系统耦合动力分析框架可为冰荷载作用下跨海桥梁的行车安全评估提供参考。     

结构振动功率流的可视化

本文结合功率流方法在实际工程中的应用，对振动功率流的可视化问题进行了初步研究，通过对数据的处理形成功率流（结构强度）的矢量分布图，从而识别出主要的结构噪声源和确定结构噪声的主要传播途径，更有助于控制振动和噪声辐射。     

梁板耦合结构振动功率流特性研究

研究梁板耦合结构的振动特性,以导纳理论为基础推导了系统各部分功率流表达式。通过数值仿真研究主要结构参数变化对系统功率流的影响。结果表明：梁、板厚度及梁长度影响功率流幅值的频带分布,而梁、板损耗因子的变化改变净功率流、总功率流和吸收功率流的大小,其中板角是较为理想的耦合位置。通过优化设计,对某工程结构的振动控制取得了一定效果。     

永磁电磁型低速磁悬浮车轨耦合振动抑制新方法EI北大核心CSCD

针对永磁电磁混合磁浮列车静浮实验中遇到的车轨耦合振动问题,首先建立考虑轨道弹性的系统数学模型,分析产生振动的原因,提出了通过设置非线性饱和环节、动态调整饱和阈值来抑制车轨耦合振动的新方法。系统在平衡点附近时通过调整饱和阈值来改变控制输出的幅值特性,逐步消除引起共振的能量,从而达到抑制振动的目的,系统在偏离平衡点时,快速释放饱和环节,进而提升控制器的调节能力和抗干扰能力。     

基于振动功率流的板-壳耦合结构振动传递特性研究

为探究板壳间的振动传递机理,建立一种L型板-圆柱壳耦合结构有限元模型,并结合有限元理论给出板壳间振动传递功率的计算方法。利用ANSYS计算板-壳耦合结构的振动传递功率,分析L型板夹角、板长、板厚及激励等因素对结构振动传递的影响。研究发现,可以通过减小L型板夹角、增大板长和板厚、合理调整激励方向及位置等方式降低结构振动传递功率,减小板壳间振动传递的能量,改善结构的振动传递特性。     

大跨度公轨两用悬索桥风-车-桥耦合振动及抗风行车准则研究

将风、车、桥三者作为一个交互作用、协调工作的耦合动力系统,基于风-车-桥系统空间耦合分析模型,以一大跨度公轨两用悬索桥为例,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS(Bridge Analysis System)分析了风荷载作用下桥梁和车辆的动力响应,讨论了风速、车速及轨道交通布置方式等因素的影响;同时,基于合理的列车运行安全性和舒适性评价指标,对列车通过该桥时的走行安全性与舒适性进行了分析,得出了该悬索桥的抗风行车准则:当风速小于20m/s时,车速可达设计车速80km/h;当风速介于20m/s和25m/s之间时,车速不能大于60km/h;当风速大于25m/s时,应封闭轨道交通。     

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。     

车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数分析

针对车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的取值问题,以高速铁路40m简支梁桥、板式无砟轨道和高速列车为对象,采用桥梁动力分析程序BDAP V2.0分析了结构阻尼比和参考频率选取对耦合系统动力响应的影响规律,并基于Rayleigh阻尼模型的带通滤波特征提出了车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的统一取值方法。结果表明：桥梁位移、加速度、脱轨系数和轮重减载率均随阻尼比的增大而减小,但车体加速度随阻尼比的增加变化却不大。当阻尼比ξ和参考频率ωi一定时,增大参考频率ωj相当于降低阻尼比ξ,车桥系统的动力响应随之增大。在车-轨-桥动力系统中,建议结构阻尼比ξ根据材料类型取较小值,参考频率ωi取结构基频ω1,ωj取轨道几何不平顺产生的最高激振频率ωf =最高车速/轨道几何不平顺最小波长。     

薄板弯曲振动的杂交动态有限元法

从Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理出发,将位移、应变、应力场分离为零阶场与频率相关的高阶场,对位移场和应力场独立插值,导出了薄板弯曲振动的杂交动态有限元列式。数值算例表明,本文方法简单、有效。     

Non‐linear finite element modal approach for the large amplitude free vibration of symmetric and unsymmetric composite plates

A theoretical analysis is presented for the large amplitude vibration of symmetric and unsymmetric composite plates using the non‐linear finite element modal reduction method. The problem is first reduced to a set of Duffing‐type modal equations using the finite element modal reduction method. The main advantage of the proposed approach is that no updating of the non‐linear stiffness matrices is needed. Without loss of generality, accurate frequency ratios for the fundamental mode and the higher modes of a composite plate at various values of maximum deflection are then determined by using the Runge–Kutta numerical integration scheme. The procedure for obtaining proper initial conditions for the periodic plate motions is very time consuming. Thus, an alternative scheme (the harmonic balance method) is adopted and assessed, as it was employed to formulate the large amplitude free vibration of beams in a previous study, and the results agreed well with the elliptic solution. The numerical results that are obtained with the harmonic balance method agree reasonably well with those obtained with the Runge–Kutta method. The contribution of each linear mode to the maximum deflection of a plate can also be obtained. The frequency ratios for isotropic and composite plates at various maximum deflections are presented, and convergence of frequencies with the number of finite elements, number of linear modes, and number of harmonic terms is also studied. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于有限元和边界元的印刷机声振特性研究

目的 研究印刷机在高速运转过程中的振动和噪声特性,为印刷机振动噪声抑制提供参考依据。方法 通过实地测试法和基于有限元和边界元的仿真方法对印刷机的声振特性展开研究,首先对不同工况下的印刷机机组外壳进行振动噪声实地测试,然后利用仿真软件对印刷机建立有限元-边界元模型,最后通过仿真计算,分析印刷机的声辐射特性。结果 印刷机的振动和噪声主要集中在中低频段,印刷机的声辐射主要由机组外壳提供,在噪声实地测试中麦克风位置的仿真噪声频谱曲线存在多处共振峰。结论 噪声实地测试结果与仿真计算结果基本一致,验证了仿真计算模型的可靠性,可为印刷机振动噪声抑制提供参考依据。     

基于有限元的有限板面导纳的数值计算

利用有限元方法对有限薄板结构在均布力作用下的二维面导纳进行数值计算的方法。根据有限元模型的特点,利用有效点导纳的原理,推导出均布力作用下面导纳的计算方法。并将通过有限元方法获得的计算结果与同样模型条件下根据理论公式计算获得的结果进行比较,证明有限元方法简单可行。还研究有限元计算中一些主要参数对计算结果的影响,为今后进行同类有限元计算提供参数设置的参考依据。     

液-管耦合空间管路系统振动噪声的有限元分析方法

以包含设备和辅件在内、可具有分支结构的实际管路系统为研究对象,考虑内部流体介质和管路结构的相互作用,建立了液-管耦合振动噪声动力学分析的一体化有限元模型。给出了管路系统有限元模型的理论基础和典型有限元刚度矩阵单元的解析表达式,以及将管路隔振和消声器件阻抗试验数据引入有限元分析的转换方法。通过较为复杂的算例,分别对消声压力筒和管路挠性元件的噪声、振动衰减作用进行了研究。     

利用附加质量载荷降低薄板声辐射

通过附加质量控制薄板结构声辐射问题。先建立有限元的结构声辐射优化模型,用有限元法和瑞利积分计算薄板结构的声辐射功率。再以不考虑刚度的平板质量单元描述分布质量载荷,以质量单元的厚度为设计变量,研究简谐激励下的薄板结构声辐射优化问题。数值算例表明,优化后的附加质量载荷有效降低了薄板声辐射功率。该方法工艺上教易具有实用工程价值。     

弹性地基板的无界边界元—有限元耦合计算法

本文应用无界边界元－有限元耦合法对弹性地基上的薄板进行了计算。弹性薄板采用有限元离散，弹性半无限地基应用边界元离散，并应用无界边界元模拟半无限体表面的无限性，通过板与基础接触面位移和力的协调性（光滑接触），建立了弹性地基和板的综合算式。计算结果表明，本文方法具有工作量少、精度高等优点，非常适合于机场道面工程及其它基础工程。     

L形加筋板结构的导纳功率流研究

Ｌ形加筋板结构的导纳功率流研究李天匀张维衡张小铭（华中理工大学船舶与海洋工程系武汉，４３００７４）摘要针对工程上常用的Ｌ形加筋板结构，利用导纳方法研究了在外载作用下的输入振动功率流和传递振动功率流，考虑了肋骨对板的力和弯矩的影响及粘弹性材料的影响；...     

复合材料层合板振动衰减主动控制力学模型

简要介绍了新兴的智能复合材料结构及其应用发展前景。对双压电元件复合材料层合板的振动衰减主动控制给出了有限元计算公式,导出了压电激振器、传感器的输入、输出方程,建立了结构振动主动控制的数学模型。     

《有限元功率流落差计算方法研究》

给出基于有限元法的各种力学构件如隔振器、梁、板及其组合结构有限元功率流计算公式。通过对板梁组合结构有限元功率流落差与振级落差计算,研究两种评价方法的优缺点。研究表明,减振设计中应综合关注振级落差与功率流落差,协调降低,这样才能获得较佳的系统减振效果。